[發(fā)明專利]一種有機污染物環(huán)境保護熱解處理方法

有效

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• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112807601B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高云航;莊會雙;張喜慶;劉淑霞;成海建;宋恩亮;梁小軍;祁興磊;孫曉玉;郝建剛;楊食堂;張國梁;張文華;朱躍明;祝遠魁;張寰波;王琦;魏菁
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);吉林省五禾源生物科技有限公司
• 主分類號: A62D3/02
• 分類號: A62D3/02;A62D3/40;C02F11/04;C02F11/10;A62D101/20
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 沈鋒

本發(fā)明提出了一種有機污染物環(huán)境保護熱解處理方法，采用槽式超聲波發(fā)生器對有機污染物進行超聲波厭氧預(yù)處理，取原有機污染物置于槽式超聲波發(fā)生器的反應(yīng)槽內(nèi)，在攪拌下加入NaOH，對有機污染物進行超聲破解，將經(jīng)過超聲破解后的有機污染物投入到厭氧消化反應(yīng)器中，有機污染物與臭氧反應(yīng)及消泡，超聲波厭氧預(yù)處理結(jié)束后，采用熱解裝置進行污染有機物的熱解過程，收集固體殘留物并稱重，計算出熱解的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污染物的降解方法，尤其涉及一種有機污染物環(huán)境保護熱解處理方法。

背景技術(shù)

持久性有機污染物隨工業(yè)廢水與生活污水進入城市污水處理系統(tǒng)，因其自身的親脂疏水性和難降解性，除少量被微生物分解利用外，大多通過吸附富集在污泥中，對污泥農(nóng)用的安全性與有效性造成嚴重影響，成為與重金屬比肩的污泥土地利用限制因素。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種有機污染物環(huán)境保護熱解處理方法，

采用槽式超聲波發(fā)生器對有機污染物進行超聲波厭氧預(yù)處理：取原有機污染物置于槽式超聲波發(fā)生器的反應(yīng)槽內(nèi)，在攪拌下加入NaOH，使pH值保持穩(wěn)定4min后置于2℃冰箱中保存5-7h后從冰箱中取出放至室溫；在20KHz頻率下，分別選用160W、400W、800W和1600W功率，即聲能密度0.2W/mL、0.5W/mL、1.0W/mL和2.0W/mL對有機污染物進行超聲破解，在各聲能密度下共設(shè)置6個破解時間分別為：5min、10min、20min、40min和60min，每一時間結(jié)束后取樣進行測定；

將經(jīng)過超聲破解后的有機污染物投入到厭氧消化反應(yīng)器中，以5L/min的氣體流量輸入臭氧，有機污染物與臭氧反應(yīng)及消泡，尾氣收集采用20％碘溶液，并采用碘量法滴定尾氣中臭氧濃度；

超聲波厭氧預(yù)處理結(jié)束后，采用熱解裝置進行污染有機物的熱解過程，將有機污染物經(jīng)熱解裝置頂部進料口加入后，向熱解裝置中以0.8L/min的流量通入氮氣，保持20min以排除裝置中的空氣，將熱解裝置加熱到目標溫度，將氮氣流量調(diào)為0.2L/min，熱解完成后，熱解裝置自然冷卻到室溫，收集固體殘留物并稱重，固體殘留物在-20℃的冰乙醇冷凝，揮發(fā)分凝聚成液相產(chǎn)物被收集起來用于表征分析，通過測量熱解裝置熱解前后的重量差，計算出熱解的效率；

對熱解充分程度進行驗證，包括如下步驟：

步驟1:取反應(yīng)結(jié)束的固體殘留物的樣品5g置于研缽中，倒入液氮，快速研磨至粉末狀；

步驟2:將步驟1的樣品粉末放置于冷凍干燥機中，63Pa，-25℃冷凍干燥24h；

步驟3:取步驟2中的樣品2g放于濾筒中，將濾筒放入提取管中，倒入2/3蒸餾瓶體積的正己烷，調(diào)節(jié)溫度為70攝氏度，控制虹吸速率為每小時回流5-10次，持續(xù)時間為8-12h，用濾紙采集回流的正己烷液滴，待正己烷揮發(fā)后，若不留痕跡，則證明熱解充分，否則繼續(xù)延長熱解時間。

進一步地，還包括驗證預(yù)處理效果的采樣試驗，對厭氧消化反應(yīng)器的產(chǎn)氣量和pH值每天計量一次，對厭氧消化出的VS、VSS、TCOD、SCOD、TKN、總碳水化合物、溶解性碳水化合物、溶解性蛋白、VFA、氨氮參數(shù)每星期測定三次，同時在穩(wěn)定運行階段對產(chǎn)氣中甲烷的含量進行測定。

具體實施方式

有機污染物的生物降解過程漫長，一方面由于有機污染物中大分子有機物被微生物的細胞壁和細胞膜阻擋，不能直接進入細胞內(nèi)被分解利用；另一方面由于有機污染物化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且隨著分子量和芳烴環(huán)數(shù)的增加降解難度增大，導(dǎo)致生物處理效率低。因此有機污染物熱解前需要進行預(yù)處理，加速破壞有機污染物微生物的細胞壁，使胞內(nèi)物質(zhì)充分釋放，促進有機污染物水解酸化進行，提高微生物對有機物的分解和吸收能力，促進有機質(zhì)進入細胞以及細胞中代謝產(chǎn)物的排出。