[发明专利]一种CSW/nZVI复合活化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种CSW/nZVI复合活化剂及其应用，该复合活化剂由以下方法制备而成：1、在氮气保护下，将FeSO₄·7H₂O溶解于去离子和无水乙醇的混合溶剂中，得到溶液A；2、在氮气保护下，将硫酸钙晶须加入溶液A中，搅拌混合均匀并静置，得到溶液B；3、在氮气保护下，边搅拌边将NaBH₄溶液滴加入溶液B，滴加完成后，停止搅拌并静置30‑40min，将所得的混合液过滤，将滤饼洗涤并干燥，得到所述的CSW/nZVI复合活化剂。该活化剂提高了纳米零价铁的活化性能，解决了Fe⁰在水中团聚问题的同时，大大提高了纳米零价铁的反应速率，而且，硫酸钙晶须可以有效改善污泥微观结构，促进污泥深度脱水，因此，将该活化剂用于对污泥脱水处理中，能增强污泥脱水效果，而且不产生二次污染。

技术领域

本发明属于生活污泥深度脱水处理技术领域，具体涉及一种CSW/nZVI复合活化剂及其应用，是一种利用纳米零价铁复合活化剂活化过硫酸盐调理污泥的技术。

背景技术

污泥是伴随着污水处理工艺产生的，随着我国对于污水处理的重视程度加深，城镇污水处理厂建设的普及以及处理工艺技术的不断提升，污水处理效率大大提高，随之污泥的产量也迅速增加。因此，改善污泥脱水性能，显著降低其含水率是实现污泥减量化、无害化、资源化的前提，具有重要的研究意义和社会价值。

污泥组成复杂，影响污泥脱水的因素较多。而针对污泥脱水困难的难题，近些年国内外学者也开展了大量研究，主要改善方法包括水热法、微波法、生物法、、投加纳米颗粒、高级氧化法等。传统的高级氧化技术包含芬顿/类芬顿氧化法、紫外光催化氧化法和臭氧氧化法，由于这些传统的高级氧化技术反应条件严苛、运行成本较高，近年来研究者们将目光转移到了过硫酸盐高级氧化技术上。

纳米零价铁对多种污染物质均有较好的去除效果，在污染的水体、土壤及底泥中被广泛研究与应用。前人对纳米零价铁的制备、在污染治理各方面的应用、作用的机理等方面进行了较为详细的总结，针对纳米零价铁在应用中存在的问题虽有提及，但少有人集中进行整理。经过前期实验和文献查阅后，发现使用Fe⁰能够减少过多Fe²⁺消耗硫酸根，避免引入其它阴离子，对有机物的作用更具目标性且不会引起二次污染。但是，Fe⁰在水中溶解速率缓慢，制约了Fe²⁺产生速率，从而影响整体反应过程，这也制约了S₂O₈^2-/Fe⁰体系大规模应用于污泥脱水性能的改善。因此，如何提高Fe⁰溶解速率，加快Fe²⁺的产生是实现S₂O₈^2-/Fe⁰氧化体系高效调理污泥脱水性能的关键。

硫酸钙晶须(CSW)是以单晶形式生长的短纤维形状晶体，具有机械强度高、相容性良好、结构松散、密度小、比表面积大等特点，如果将Fe⁰负载于硫酸钙晶须表面，将有利于提高Fe⁰在水中分散程度，增加反应接触面积，避免团聚。而将零价铁负载于硫酸钙晶须上，并用于调理污泥脱水性能的研究尚未见报道。

发明内容

基于上述现有技术，本发明提供了一种CSW/nZVI复合活化剂及其应用，该活化剂由硫酸钙晶须负载纳米零价铁制备而成，提高了纳米零价铁的活化性能，解决了Fe⁰在水中团聚问题的同时，大大提高了纳米零价铁的反应速率，而且，硫酸钙晶须可以有效改善污泥微观结构，促进污泥深度脱水，因此，将该活化剂用于对污泥脱水处理中，能增强污泥脱水效果，而且不产生二次污染。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种CSW/nZVI复合活化剂，由以下方法制备而成：