[發(fā)明專利]Fe3+

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910689794.X
• 申請(qǐng)日: 2019-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN110314687B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐文迪;明鐵山;李艷;李學(xué)田;邵鴻媚;張偉;崔勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/745
• 分類號(hào): B01J23/745;C02F11/143
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

一種Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑及其制法和類芬頓污泥脫水預(yù)處理方法，屬于城鎮(zhèn)固體廢棄物處置與資源化利用領(lǐng)域。該Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑的載體為污泥顆粒與粘土礦物，其中，按質(zhì)量比，污泥顆粒：粘土礦物＝(3～5)：1；Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑中Fe³⁺的平均負(fù)載量為5～10mmol/g。其制法為：將載體混合后，加入FeCl₃溶液，造粒，干燥煅燒制得。將該Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑中，以Fe³⁺替代Fe²⁺，與H₂O₂在原污泥pH條件下發(fā)生類芬頓反應(yīng)，從而對(duì)污泥進(jìn)行高效、經(jīng)濟(jì)的污泥強(qiáng)化脫水預(yù)處理。Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑可以回收利用。該方法可以使污泥達(dá)到快速且高效脫水的目的，減少污泥后續(xù)處理成本，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢，具有經(jīng)濟(jì)性和實(shí)效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于城鎮(zhèn)固體廢棄物處置與資源化利用的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑及其制法和類芬頓污泥脫水預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

我國(guó)對(duì)污水處理越來越重視，污水處理已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平，而污泥處理處置水平有待提高。目前，大部分城市污水處理廠采用生化工藝處理污水，在此過程中必然會(huì)產(chǎn)生大量的生化污泥，污泥通常組分復(fù)雜，變異性大，水分含量高(通常≥99％以上)，經(jīng)濃縮處理后的污泥，含水率仍然在90％以上，體量龐大，給運(yùn)輸、貯存和使用帶來不便，并有可能造成環(huán)境的二次污染。因此，污泥脫水已成為污泥處理處置過程中的重要環(huán)節(jié)。為提高污泥的過濾脫水性能，需要對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理。常用的污泥調(diào)理技術(shù)主要分為物理法(凍融、機(jī)械能、加熱、微波、高壓處理等)、化學(xué)法(酸堿、添加絮凝劑、芬頓處理等)和生物法(污泥的好氧和厭氧消化處理)三類。以上方法在實(shí)際中都有應(yīng)用，但因化學(xué)法具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本較低、調(diào)理效果穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，是目前使用最廣泛的方法。化學(xué)法中，芬頓處理具有方便快捷，易于操作等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)中需要強(qiáng)酸環(huán)境，pH適用范圍較窄，而且Fe²⁺的添加容易產(chǎn)生鐵泥且不能回收利用，因此一定程度限制了傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題就是提供一種Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑及其制法和類芬頓污泥脫水預(yù)處理方法，該方法是基于高級(jí)氧化的方法，本方法以剩余污泥為催化劑支撐材料，配以粘土礦物，制備負(fù)載型催化劑，以Fe³⁺替代Fe²⁺，與H₂O₂在原污泥pH條件下發(fā)生類芬頓反應(yīng)，從而對(duì)污泥進(jìn)行高效、經(jīng)濟(jì)的污泥強(qiáng)化脫水預(yù)處理。采用本發(fā)明可以使污泥達(dá)到快速且高效脫水的目的，減少污泥后續(xù)處理成本，同時(shí)催化劑制備體現(xiàn)了以廢治廢的思想，本發(fā)明是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)效的污泥強(qiáng)化脫水預(yù)處理方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種Fe³⁺負(fù)載復(fù)合催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：污泥預(yù)處理

將污泥進(jìn)行脫水、干燥、研磨、過篩，得到≥60目的污泥顆粒；

步驟2：

將污泥顆粒與粘土礦物混合，得到混合物；其中，按質(zhì)量比，污泥顆粒：粘土礦物＝(3～5)： 1；

向混合物中，加入物質(zhì)的量濃度為20～40mmol/L的FeCl₃溶液，同時(shí)加入EDTA-2Na，攪拌均勻，造粒，得到陶粒；其中，按體積比，混合物：FeCl₃溶液＝1：(1～1.5)；EDTA-2Na 的加入量占污泥顆粒的質(zhì)量百分比為0～0.5％；

步驟3：干燥煅燒