[发明专利]一种利用电催化偶联硫酸根自由基处理剩余污泥脱水的方法

说明书

本发明公开一种利用电催化偶联硫酸根自由基处理剩余污泥脱水的方法，取过硫酸盐放入水中搅拌直至溶解，得到过硫酸盐溶液；将处理干净的多孔电极浸入所得过硫酸盐溶液中；取剩余污泥置于电解槽中，以浸过过硫酸盐溶液的多孔电极为阴极，铂片为阳极，两电极分别连接直流稳压电源输出端；将过硫酸盐溶液加入电解槽中，搅拌，连接电源进行剩余污泥处理；处理后的剩余污泥进行真空过滤脱水。该方法首次利用电能活化过硫酸根调理污泥，提高污泥的脱水性能，且涉及的方法操作简单、经济高效。

技术领域

本发明属于固废处理技术领域，具体涉及一种利用电催化偶联硫酸根自由基 处理剩余污泥脱水的方法。

背景技术

据估算，2020年我国污泥产量将高达6×10⁷t。城市污水厂剩余污泥为废水 生物处理的产物，其颜色常为灰色或深灰色，相对密度比水稍大、颗粒较细、含 水率较高且脱水性能较差；主要是由具有活性的微生物、微生物自身氧化残余物、 附在活性污泥表面上尚未降解或难以降解的有机物和无机物四部分组成。剩余污 泥含水率高达98％以上，且含有难降解有机物、重金属等有毒有害物质；活体微 生物为其最主要的组成部分，它包括细菌、真菌、原生动物和后生动物等微生物， 若不妥善处理，会对环境造成二次污染。剩余污泥脱水是减量化、无害化和资源 化的第一步，现有剩余污泥脱水方式对剩余污泥脱水性能的改善作用有限，很难 达到后续污泥处置的需求。剩余污泥中含有部分胞内结合水，常规的机械脱水及 化学絮凝难以将其去除。

近年来，以硫酸根自由基为主的高级氧化法逐渐应用于剩余污泥脱水方面。 相较于芬顿氧化，过硫酸盐高级氧化法具有反应条件温和、试剂运输方便、操作 简单等优点，硫酸根自由基更加稳定，半衰期更长，在环境中存留更久。过硫酸 盐常见的活化方式为过渡金属活化，其中Fe²⁺和Fe³⁺是最常见的过渡金属活化剂。 但过量Fe²⁺会与硫酸根自由基发生反应，消耗硫酸根自由基，影响反应速率，而 且容易导致过渡金属的残留，产生二次污染。随着电力行业的大力发展，电化学 技术逐渐受到越来越多的关注，广泛应用于有机废水、污泥调理等行业。相比于 其他催化方式，电催化具有清洁高效、无二次污染引入、方便快捷、自动化程度 高等特点。

电催化偶联硫酸根自由基方便快捷、环保高效、反应条件易于控制，是一种 可行有效的污泥调理方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电催化偶联硫酸根自由基处理剩余污泥脱 水的方法。利用电能活化过硫酸根，产生强氧化性硫酸根自由基，破坏污泥絮体 结构，释放胞内结合水，实现污泥的脱水和减量。该方法首次利用电能活化过硫 酸根调理污泥，提高污泥的脱水性能，且涉及的方法操作简单、经济高效。

为实现上述目的，本发明提供一种利用电催化偶联硫酸根自由基处理剩余污 泥脱水的方法，包括以下步骤：

(1)取过硫酸盐放入水中搅拌直至溶解，得到过硫酸盐溶液；

(2)将处理干净的多孔电极浸入步骤(1)所得过硫酸盐溶液中；

(3)取剩余污泥置于电解槽中，以步骤(2)中浸过过硫酸盐溶液的多孔电 极为阴极，铂片为阳极，两电极分别连接直流稳压电源输出端；

(4)将过硫酸盐加入步骤(3)电解槽中，搅拌，连接电源进行剩余污泥处 理；

(5)将步骤(4)处理后的剩余污泥进行真空过滤脱水。

优选的，所述步骤(1)得到的过硫酸盐溶液浓度为2.7mmol/L-7.2mmol/L， 过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵的一种。

优选的，所述步骤(2)多孔碳毡电极在过硫酸盐溶液中浸泡24h-48h。

优选的，所述步骤(3)取剩余污泥300mL。

优选的，所述步骤(3)恒定电压为-1V～-5V。