[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

说明书

本发明属于污水污泥处理技术领域，公开了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，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。本发明通过使用污泥热解炭活化分子氧，从而原位生成双氧水氧化剂进行污泥调理，能有效的削减芬顿或者类芬顿法调理污泥过程中对双氧水的需求，大大降低污泥处理处置的成本，同时避免传统均相Fenton反应一次产生大量的铁泥的问题，具有显著的经济和环境意义。

技术领域

本发明属于污水污泥处理技术领域，更具体地，涉及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，能够实现深度脱水方法。

背景技术

所谓污泥，即在城市生活和工业污水处理中，不同处理过程产生的各类沉淀物、漂浮物等的统称。主要有各种病原体、耗氧污染物、植物营养物、有毒致癌污染物、一般有机物质以及酸、碱、盐无机污染物等。污泥因含有较高的有机质，其亲水性强、比表面积大造成泥、水分离困难，严重影响了后续污泥处置工艺。因此，污泥脱水是限制污泥处理处置的技术瓶颈。

污泥调理目前主流方法为化学调理，如中国专利CN 101717174 A中提到的芬顿或者类芬顿方法破坏污泥有机絮体，经过机械压榨得到含水率小于60％的深度脱水泥饼。虽然芬顿试剂高级氧化技术非常快速有效，但也因其存在作为反应物投加的亚铁盐在反应结束后以铁泥的形式沉淀从而产生大量污泥，因其铁含量高，可资源化潜力高。中国专利CN107459237 B中利用热解的方式活化铁泥中的铁元素，使其能再次与氧化剂发生高级氧化反应，进而实现了铁泥的资源化。但是在上述污泥脱水方法中依然需要使用过氧化物、过硫化物或臭氧等氧化剂来与铁发生高级氧化反应，氧化剂过高的成本在一定程度上限制了芬顿或者类芬顿法污泥脱水的实际应用。

在现有技术中，研究人员也开展了一些对低成本氧化剂的探索工作，以中国专利申请CN107935355为例，该文献是向市政污泥中加入天然有机小分子，利用天然有机小分子络合污泥中存在的铁物种活化分子氧，产生活性氧物种，驱使市政污泥中胞外聚合物破裂释放结合水，实现污泥深度脱水；虽然能够在一定程度上解决上述问题，但市政污泥中铁含量有限，且天然有机小分子没有导电性，曝入空气中的O₂不易与Fe发生电子交换，从而影响H₂O₂的产生速率，导致最终的污泥脱水性能提升有限，在该文献的最优条件下，污泥CST降低率仅为70％，对于一些难脱水的污泥则无法达到污泥深度脱水要求。

综上，如果能通过一定方法，采用低成本原料代替高级氧化调理污泥方法中高成本的氧化剂，使芬顿或者类芬顿法污泥调理工艺药剂成本大大降低，而不影响最终的污泥脱水效果，从而能大大提高芬顿或者类芬顿法的应用前景，具有巨大环境和经济意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供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，其中通过对反应参与物、方法整体所基于的反应机理等进行改进，能够有效克服现有污泥处理处置技术中的调理药剂成本等问题。污泥基富铁生物炭，即，含铁污泥热解炭，本发明使用污泥热解炭活化分子氧，从而原位生成双氧水氧化剂的污泥调理方法，能有效的削减芬顿或者类芬顿法调理污泥过程中对双氧水的需求，大大降低污泥处理处置的成本，同时避免传统均相Fenton反应一次产生大量的铁泥的问题，具有显著的经济和环境意义。