[發(fā)明專利]一種基于PMS活化的污泥復(fù)合調(diào)理及高壓深度脫水方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110559318.3
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113149401A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莫志華;孫水裕;楊賢;梁嘉林;關(guān)智杰;戴文燦;曾劉婷
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F11/148
• 分類號: C02F11/148;C02F11/06;B01J23/745;B01J37/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明公開了一種基于PMS活化的污泥復(fù)合調(diào)理及高壓深度脫水方法，包括以下步驟：首先采用浸漬?水熱法制備了鐵基生物炭催化劑；將PMS、鐵基生物炭催化劑與單寧酸投加到污泥中，進(jìn)行化學(xué)調(diào)理反應(yīng)；再使用高壓壓濾設(shè)備對反應(yīng)調(diào)理后的污泥進(jìn)行深度脫水。本發(fā)明通過復(fù)合調(diào)理，使最終污泥的含水率降低至47.59％，將此方法應(yīng)用到污泥調(diào)理中，可為污泥深度脫水工藝提供新的思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污泥深度脫水領(lǐng)域，具體涉及一種基于PMS活化的污泥復(fù)合調(diào)理及高壓深度脫水方法。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計，我國每年生產(chǎn)產(chǎn)生的含水量為80％的污泥4000萬噸，市政污泥的處理和處置占污水處理廠總運(yùn)行成本的40％～60％。污泥脫水是污泥處理的最關(guān)鍵步驟，是降低污泥含水率，減小污泥體積、降低污泥運(yùn)輸和處置費(fèi)用的核心方法。市政污泥是城市污水處理的主要副產(chǎn)物，具有高含水率(99％)、體積大、有機(jī)物多且復(fù)雜等特點(diǎn)，僅通過簡單的機(jī)械壓縮過濾很難達(dá)到理想的脫水效果，致使污泥處理和后續(xù)再利用的成本大大增高。如何改善污泥脫水性能，提高污泥脫水效率成為污水與污泥處理領(lǐng)域的難題。

胞外聚合物(EPS)被認(rèn)為是污泥脫水性能的最重要的影響因素，是微生物在一定環(huán)境條件下產(chǎn)生的包圍在微生物細(xì)胞壁外的多聚化合物，它是污泥絮體的主要組成部分，主要成分為蛋白質(zhì)和多糖。其中的蛋白質(zhì)類物質(zhì)不利于污泥脫水，蛋白質(zhì)類物質(zhì)的減少可以使污泥脫水性能得到提高。考慮到EPS具有很強(qiáng)的持水能力，而且其質(zhì)量占到活性污泥總質(zhì)量的80％以上，EPS的降解會大大提高污泥的脫水性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，高級氧化法(AOPs)調(diào)理污泥具有脫水效率高、調(diào)理時間短等諸多優(yōu)點(diǎn)，在污泥調(diào)理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。基于AOPs法使用過硫酸鹽或者過一硫酸鹽作為氧化劑已經(jīng)在污水處理領(lǐng)域和其它環(huán)境領(lǐng)域吸引了廣泛關(guān)注。過一硫酸鹽的活化條件為熱活化、紫外活化或者過渡金屬離子活化，其中過渡金屬激活方法較為廣泛。如有研究(二價鐵活化過一硫酸鹽調(diào)理改善污泥脫水性能，劉軍，湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2017)使用二價鐵過渡金屬離子活化過一硫酸鹽，形成Fe-PMS體系改善污泥的脫水性能，調(diào)理污泥時，過一硫酸鹽在二價鐵的活化作用下，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基作用于EPS特定官能團(tuán)，導(dǎo)致EPS的分解和聚合物骨架的裂斷，從而污泥脫水性能得以提高。但通過對初始pH、Fe/PMS摩爾比以及PMS用量優(yōu)化后，在最優(yōu)條件下，其污泥濾餅的含水率最低仍為64％左右，沒有達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)中規(guī)定的脫水污泥含水率應(yīng)≤60％的要求。

因此，開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)高效的方法改善污泥的脫水性能具有重大的經(jīng)濟(jì)價值和應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中污泥脫水效率低、成本高的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于PMS活化的污泥復(fù)合調(diào)理及高壓深度脫水方法，用鐵基生物炭催化劑活化過硫酸鹽聯(lián)合單寧酸調(diào)理污泥，使用高壓壓濾對調(diào)理后的污泥進(jìn)行深度脫水，有效改善了污泥的脫水性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于PMS活化的污泥復(fù)合調(diào)理及高壓深度脫水方法，包括以下步驟：

S1：將鐵基生物炭催化劑、PMS和單寧酸加入污泥中進(jìn)行反應(yīng)；

S2：對S1中反應(yīng)后的污泥進(jìn)行高壓壓濾；

其中，S1中所述污泥的pH為4～8；

所述鐵基生物炭催化劑以生物炭與鐵溶液為原料，通過浸漬-水熱法制備得到；所述鐵溶液為二價鐵鹽和三價鐵鹽的混合溶液。

研究發(fā)現(xiàn)，PMS經(jīng)過活化后，會產(chǎn)生大量的硫酸根自由基(SO^4-·)，而污泥經(jīng)過基于SO^4-·的高級氧化法調(diào)理之后，EPS遭到破壞，釋放出束縛的水分，改變污泥的絮體結(jié)構(gòu)，并且使其粘度下降，進(jìn)而提高污泥的脫水性能。