[發(fā)明專利]一種污泥基富鐵生物炭活化分子氧的污泥調(diào)理及脫水方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110047414.X
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112811783B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 華中科技大學(xué);長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)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(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發(fā)明屬于污水污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種污泥基富鐵生物炭活化分子氧的污泥調(diào)理及脫水方法，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(jià)鐵和二價(jià)鐵活化空氣中的氧氣，同時(shí)炭骨架能夠作為電子穿梭通道，從而提高H₂O₂的產(chǎn)生速率，實(shí)現(xiàn)污泥有效破胞，再添加絮凝劑或混凝劑進(jìn)行協(xié)同調(diào)理，即可實(shí)現(xiàn)污泥脫水性能的改善。本發(fā)明通過使用污泥熱解炭活化分子氧，從而原位生成雙氧水氧化劑進(jìn)行污泥調(diào)理，能有效的削減芬頓或者類芬頓法調(diào)理污泥過程中對雙氧水的需求，大大降低污泥處理處置的成本，同時(shí)避免傳統(tǒng)均相Fenton反應(yīng)一次產(chǎn)生大量的鐵泥的問題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種污泥基富鐵生物炭活化分子氧的污泥調(diào)理及脫水方法，能夠?qū)崿F(xiàn)深度脫水方法。

背景技術(shù)

所謂污泥，即在城市生活和工業(yè)污水處理中，不同處理過程產(chǎn)生的各類沉淀物、漂浮物等的統(tǒng)稱。主要有各種病原體、耗氧污染物、植物營養(yǎng)物、有毒致癌污染物、一般有機(jī)物質(zhì)以及酸、堿、鹽無機(jī)污染物等。污泥因含有較高的有機(jī)質(zhì)，其親水性強(qiáng)、比表面積大造成泥、水分離困難，嚴(yán)重影響了后續(xù)污泥處置工藝。因此，污泥脫水是限制污泥處理處置的技術(shù)瓶頸。

污泥調(diào)理目前主流方法為化學(xué)調(diào)理，如中國專利CN 101717174 A中提到的芬頓或者類芬頓方法破壞污泥有機(jī)絮體，經(jīng)過機(jī)械壓榨得到含水率小于60％的深度脫水泥餅。雖然芬頓試劑高級氧化技術(shù)非常快速有效，但也因其存在作為反應(yīng)物投加的亞鐵鹽在反應(yīng)結(jié)束后以鐵泥的形式沉淀從而產(chǎn)生大量污泥，因其鐵含量高，可資源化潛力高。中國專利CN107459237 B中利用熱解的方式活化鐵泥中的鐵元素，使其能再次與氧化劑發(fā)生高級氧化反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了鐵泥的資源化。但是在上述污泥脫水方法中依然需要使用過氧化物、過硫化物或臭氧等氧化劑來與鐵發(fā)生高級氧化反應(yīng)，氧化劑過高的成本在一定程度上限制了芬頓或者類芬頓法污泥脫水的實(shí)際應(yīng)用。

在現(xiàn)有技術(shù)中，研究人員也開展了一些對低成本氧化劑的探索工作，以中國專利申請CN107935355為例，該文獻(xiàn)是向市政污泥中加入天然有機(jī)小分子，利用天然有機(jī)小分子絡(luò)合污泥中存在的鐵物種活化分子氧，產(chǎn)生活性氧物種，驅(qū)使市政污泥中胞外聚合物破裂釋放結(jié)合水，實(shí)現(xiàn)污泥深度脫水；雖然能夠在一定程度上解決上述問題，但市政污泥中鐵含量有限，且天然有機(jī)小分子沒有導(dǎo)電性，曝入空氣中的O₂不易與Fe發(fā)生電子交換，從而影響H₂O₂的產(chǎn)生速率，導(dǎo)致最終的污泥脫水性能提升有限，在該文獻(xiàn)的最優(yōu)條件下，污泥CST降低率僅為70％，對于一些難脫水的污泥則無法達(dá)到污泥深度脫水要求。

綜上，如果能通過一定方法，采用低成本原料代替高級氧化調(diào)理污泥方法中高成本的氧化劑，使芬頓或者類芬頓法污泥調(diào)理工藝藥劑成本大大降低，而不影響最終的污泥脫水效果，從而能大大提高芬頓或者類芬頓法的應(yīng)用前景，具有巨大環(huán)境和經(jīng)濟(jì)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種污泥基富鐵生物炭活化分子氧的污泥調(diào)理及脫水方法，其中通過對反應(yīng)參與物、方法整體所基于的反應(yīng)機(jī)理等進(jìn)行改進(jìn)，能夠有效克服現(xiàn)有污泥處理處置技術(shù)中的調(diào)理藥劑成本等問題。污泥基富鐵生物炭，即，含鐵污泥熱解炭，本發(fā)明使用污泥熱解炭活化分子氧，從而原位生成雙氧水氧化劑的污泥調(diào)理方法，能有效的削減芬頓或者類芬頓法調(diào)理污泥過程中對雙氧水的需求，大大降低污泥處理處置的成本，同時(shí)避免傳統(tǒng)均相Fenton反應(yīng)一次產(chǎn)生大量的鐵泥的問題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。