[發明專利]冷等離子體大量破壁消解剩余活性污泥的方法

有效

• 申請號: 202010022369.8
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111170594B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 朱開金;曹秀芹;譚俊華;趙彥亮;任曉莉
• 申請（專利權）人: 太原工業學院;北京建筑大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F1/30
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種冷等離子體大量破壁消解剩余活性污泥的方法，屬于污泥處理方法技術領域。本發明先將污泥水進行預處理，然后采用選定電極的冷等離子體發生器對污泥實施消解。通過本發明的實施，可顯著提高污泥水中污泥破壁消解的效果，污泥的去除率由通常情況下冷等離子處理消解的70%~80%提高到92%，且作用時間比使用一般電極大為縮短，能耗低30%~40%。

技術領域

本發明涉及一種冷等離子體大量破壁消解剩余活性污泥的方法，屬于污泥處理方法技術領域。

背景技術

隨著城市化進程的發展，我國每年產生了數以千萬噸計的含水生活污泥，城市生活污泥的處理處置和其造成的二次污染也成為市政部門十分棘手的問題。目前我國正試點開展“無廢城市”建設，對城市生活污泥施行源頭最大減量化排放，任務艱巨而繁重。然而實踐表明，各種減泥方法事倍功半，成效難以彰顯，如臭氧-活性污泥法、代謝解偶聯劑-活性污泥處理法、生物蚯蚓法等，而冷等離子體處理法消解污泥，污泥去除率高，去除時間短，投資少，處理成本不高，比任何一種污泥減量方法有更顯著的效果。

發明內容

本發明旨在提供一種冷等離子體大量破壁消解剩余活性污泥的方法。

本發明采用冷等離子體發生器消解污泥的原理：冷等離子發生體指在常溫下，離子發生器產生的相同數量的正、負離子束與空氣中的水分子發生作用，進而產生大量的自由電子、活性氧分子及羥基自由基；當正離子和負離子發生中和反應時，釋放出巨大能量，可使細菌的胞壁遭到破壞；同時當活性氧分子和羥基自由基與有機活性污泥的細胞壁接觸時，可迅速使其分解。實驗研究表明，用冷等離子體作用活性污泥時，能達到大量消減有機污泥的效果，社會意義巨大，是剩余生活污泥源頭減量頗為有效的處理方法。

本發明提供了一種冷等離子體大量破壁消解剩余活性污泥的方法，先將污泥水進行預處理后，采用選定電極的冷等離子體發生器對污泥實施消解過程。

電極材料是關系冷等離子倉內能否形成高壓放電產生大量相關粒子的至關重要的影響因素，若選擇不當，放電的強度及時間長短、產生羥基自由基的數量會受到直接影響。本發明中，冷等離子體發生器中，使用選定的導體電極材料和介質電極材料。導體電極材料使用的是Sr₃Fe₂O₇，它具有獨特的晶體結構和優異的電化學性能；介質電極材料使用Co-W合金，用環氧樹脂覆蓋其表面作為阻擋介質，進行高壓放電，可以產生前述大量的氧化基團。

具體的消解過程為：取城市污水處理廠二沉池的污泥水，初始污泥含水率須調至85%~90%（wt%），然后進行消解試驗；將污泥溶液pH值用碳酸氫鈉調至7.5~8.5；將冷等離子體發生器連接管吹氣端置于污泥水中，然后打開電源開關，在室溫下（20℃）調節功率為50W、60W、70W，于不同的功率條件下對污泥進行破壁作用，作用時間設定為2h~4h，然后分別測定污泥沉降體積比SV₃₀和干污泥的重量，得出剩余活性污泥的消減率在92%~96%之間。

進一步地，調節污泥含水率為85%~90%、污泥水pH為8.0，設置操作條件為P=70W、t=2h，得到污泥沉降體積比SV₃₀為2.5%，干污泥減重率是96%。

本發明的有益效果：

通過本發明的實施，可顯著提高污泥水中污泥破壁消解的效果，污泥的去除率由通常情況下冷等離子處理消解的70%~80%提高到92%以上，且作用時間縮短比使用一般電極大為縮短，能耗低30%~40%。

附圖說明

圖1為冷等離子體發生器的結構示意圖。

圖中：1. 風機；2. 冷等離子發生器；3. 電源控制柜；4. 溫、濕度調節器；5. 除塵器；6. 冷等離子體發生倉；7. 導體電極；8. 介質電極；9. 污泥水作用池。

具體實施方式