[发明专利]一种污泥基富铁生物炭活化分子氧的污泥调理及脱水方法

权利要求书

1.一种污泥基富铁生物炭活化分子氧的污泥调理及脱水方法，其特征在于，该方法是向待处理污泥中加入污泥基富铁生物炭，在酸性条件下，利用污泥基富铁生物炭中零价铁和二价铁活化空气中的氧气，同时污泥基富铁生物炭中的炭骨架能够作为电子穿梭通道，从而提高H₂O₂的产生速率，实现污泥有效破胞；再添加絮凝剂或混凝剂进行协同调理，即可实现污泥脱水性能的改善；其中，所述污泥基富铁生物炭中铁元素的含量为10wt％～40wt％；

所述污泥基富铁生物炭是由包括单质铁、二价铁化合物、三价铁化合物和生物炭在内的成分组成；在酸性条件下，反应体系将发生如下反应：

Fe-2e^-→Fe²⁺，

2H⁺+2e^-→2[H]→H₂，

O₂+2H⁺+2e^-→H₂O₂，

由此形成H₂O₂参与芬顿反应，实现对待处理污泥的调理；

同时，反应体系也将发生如下反应：

Fe²⁺+O₂→Fe³⁺+·O₂^－，

·O₂^－+2H⁺+Fe²⁺→H₂O₂+Fe³⁺，

由此形成的H₂O₂同样参与芬顿反应，实现对待处理污泥的调理；

所述待处理污泥为剩余活性污泥或浓缩污泥，所述待处理污泥的含水率为90％～99％。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述污泥基富铁生物炭是将脱水后的含铁污泥泥饼，在惰性气体或氮气氛围下于600～1000℃的温度下进行热解，由此得到由包括单质铁、二价铁化合物、三价铁化合物和生物炭在内的成分组成的污泥基富铁生物炭；

所述脱水后的含铁污泥泥饼的含铁量为8～30wt％。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述污泥基富铁生物炭中，铁元素与碳元素的质量比为0.2～4；所述污泥基富铁生物炭的加入量为所述待处理污泥其污泥干基重量的20％～90％。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述空气是通过空气泵或者曝气机从污泥体系的底部曝入的，所述空气的流量满足每1L待处理污泥对应标准状态下10-40L/min的空气流量，曝气时间为1-4h。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

(1)向待处理污泥中添加酸，调节pH值至2～5；

(2)接着，向所述待处理污泥中继续添加所述污泥基富铁生物炭，搅拌3～5min，使所述污泥基富铁生物炭与所述待处理污泥混合充分；

(3)然后，向污泥体系的底部曝入空气，曝气时间为1-4h；

(4)最后，在曝气结束后，向污泥体系中添加絮凝剂或混凝剂，搅拌混合10-40min，即可实现对待处理污泥的调理，促进泥水分离，改善污泥脱水性能。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述絮凝剂为有机高分子絮凝剂。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)或聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)。

8.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述混凝剂为无机混凝剂。

9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述混凝剂为聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁或硫酸铝铁。

10.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述絮凝剂或所述混凝剂的用量为所述待处理污泥其污泥干基重量的0.1％-0.6％。