[發(fā)明專利]一種微波耦合Fe0

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011158051.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN112174487A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 端允;李洋洋;馬姝雅;路闖;岳秀萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/131
• 分類號(hào): C02F11/131;C02F11/143;C02F11/06
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 翟沖燕

本發(fā)明屬污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，為解決目前Fe⁰/H₂O₂類芬頓反應(yīng)在污泥處理過程中仍然存在試劑投加量大、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、Fe²⁺釋放效率不高等問題，提供一種微波耦合Fe⁰/H₂O₂（MW?Fe⁰/H₂O₂）快速污泥脫水處理的方法。MW耦合Fe⁰/H₂O₂體系對(duì)污泥處理，控制初始pH為3，微波功率為400W，微波處理反應(yīng)時(shí)間為150s，H₂O₂投加量為90mg/g TS，F(xiàn)e⁰投加量為60mg/g TS，能夠顯著提高污泥的脫水性能，使反應(yīng)時(shí)間大幅縮短。污泥比阻SRF可降低72.8%；泥餅含水率降低比率提高至15.5%，且能耗降低16.6%。能夠更好的降解TB?EPS，其降解主要對(duì)象為溶解性微生物副產(chǎn)物和色氨酸類蛋白。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微波耦合Fe⁰/H₂O₂快速污泥脫水處理的方法。

背景技術(shù)

隨著我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，污泥處理問題日益突出。污水生化處理過程中產(chǎn)生的污泥含水率通常超過95%，使得污泥的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和處理都變得非常困難。而污泥中的胞外聚合物（Extracellular polymeric substances，EPS）通常能夠占到污泥總量的80%以上，它將大量水分包裹在污泥絮體結(jié)構(gòu)中，是導(dǎo)致污泥脫水困難的主要原因。

近年來，國內(nèi)外已經(jīng)采取了各種各樣的方法來降低污泥的含水率。其中芬頓氧化法，因能產(chǎn)生大量具有極強(qiáng)氧化性的羥基自由基（?OH），可有效破解污泥絮體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)污泥脫水性能而被廣泛應(yīng)用。然而Fe²⁺在空氣中不穩(wěn)定且易氧化，在污泥處理中會(huì)積累產(chǎn)生大量鐵泥。與Fe²⁺相比，F(xiàn)e⁰是一種綠色、穩(wěn)定、廉價(jià)的催化劑且具有磁力回收的優(yōu)點(diǎn)。Fe⁰/H₂O₂類芬頓反應(yīng)與芬頓反應(yīng)有著相似的氧化性能，但其能加快Fe³⁺/Fe²⁺的循環(huán)速率，反應(yīng)過程更迅速，反應(yīng)式如（1）~（9）所示；

Fe⁰ + 2H⁺→Fe²⁺ + H₂ （1）

Fe⁰ + Fe³⁺→2Fe²⁺ （2）

Fe²⁺ + H₂O₂→Fe³⁺ + ?OH + OH^－ （3）

H₂O₂→2?OH （4）

Fe³⁺ + H₂O₂→Fe²⁺ + H⁺ + HO₂? （5）

HO₂? + Fe³⁺→Fe²⁺ + O₂ + H⁺ （6）

H₂O₂ + ?OH→H₂O + HO₂? （7）