[發明專利]一種污泥基富鐵生物炭活化分子氧的污泥調理及脫水方法

有效

• 申請號: 202110047414.X
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112811783B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 楊家寬;萬艷雷;陶爽奕;梁莎;虞文波;陳新月;祝雨薇;楊亮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: C02F11/06
• 分類號: C02F11/06;C02F11/147;C02F11/143;B01J23/745
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種污泥基富鐵生物炭活化分子氧的污泥調理及脫水方法，其特征在于，該方法是向待處理污泥中加入污泥基富鐵生物炭，在酸性條件下，利用污泥基富鐵生物炭中零價鐵和二價鐵活化空氣中的氧氣，同時污泥基富鐵生物炭中的炭骨架能夠作為電子穿梭通道，從而提高H₂O₂的產生速率，實現污泥有效破胞；再添加絮凝劑或混凝劑進行協同調理，即可實現污泥脫水性能的改善；其中，所述污泥基富鐵生物炭中鐵元素的含量為10wt％～40wt％；

所述污泥基富鐵生物炭是由包括單質鐵、二價鐵化合物、三價鐵化合物和生物炭在內的成分組成；在酸性條件下，反應體系將發生如下反應：

Fe-2e^-→Fe²⁺，

2H⁺+2e^-→2[H]→H₂，

O₂+2H⁺+2e^-→H₂O₂，

由此形成H₂O₂參與芬頓反應，實現對待處理污泥的調理；

同時，反應體系也將發生如下反應：

Fe²⁺+O₂→Fe³⁺+·O₂^－，

·O₂^－+2H⁺+Fe²⁺→H₂O₂+Fe³⁺，

由此形成的H₂O₂同樣參與芬頓反應，實現對待處理污泥的調理；

所述待處理污泥為剩余活性污泥或濃縮污泥，所述待處理污泥的含水率為90％～99％。

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述污泥基富鐵生物炭是將脫水后的含鐵污泥泥餅，在惰性氣體或氮氣氛圍下于600～1000℃的溫度下進行熱解，由此得到由包括單質鐵、二價鐵化合物、三價鐵化合物和生物炭在內的成分組成的污泥基富鐵生物炭；

所述脫水后的含鐵污泥泥餅的含鐵量為8～30wt％。

3.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述污泥基富鐵生物炭中，鐵元素與碳元素的質量比為0.2～4；所述污泥基富鐵生物炭的加入量為所述待處理污泥其污泥干基重量的20％～90％。

4.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述空氣是通過空氣泵或者曝氣機從污泥體系的底部曝入的，所述空氣的流量滿足每1L待處理污泥對應標準狀態下10-40L/min的空氣流量，曝氣時間為1-4h。

5.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：

(1)向待處理污泥中添加酸，調節pH值至2～5；

(2)接著，向所述待處理污泥中繼續添加所述污泥基富鐵生物炭，攪拌3～5min，使所述污泥基富鐵生物炭與所述待處理污泥混合充分；

(3)然后，向污泥體系的底部曝入空氣，曝氣時間為1-4h；

(4)最后，在曝氣結束后，向污泥體系中添加絮凝劑或混凝劑，攪拌混合10-40min，即可實現對待處理污泥的調理，促進泥水分離，改善污泥脫水性能。

6.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述絮凝劑為有機高分子絮凝劑。

7.如權利要求6所述方法，其特征在于，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺(PAM)或聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)。

8.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述混凝劑為無機混凝劑。

9.如權利要求8所述方法，其特征在于，所述混凝劑為聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵或硫酸鋁鐵。

10.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述絮凝劑或所述混凝劑的用量為所述待處理污泥其污泥干基重量的0.1％-0.6％。