[发明专利]一种活化过硫酸盐污泥基生物炭催化剂的制备方法及其应用

说明书

一种活化过硫酸盐污泥基生物炭催化剂的制备方法及其应用，涉及一种活化过硫酸盐催化剂的制备方法及其应用。本发明是要解决目前活化过硫酸盐的生物炭催化剂制备复杂以及水处理厂中污泥难处理的技术。本发明取污水处理厂生化池污泥为原料，经过高温热解制备生物炭，制备所得的高温改性污泥生物炭生产成本低，制备工艺简单；同时通过提升热解温度实现高活性的污泥生物炭有效活化过硫酸盐降解水中酚类有机污染，经过高温改性制备所得的污泥生物炭不仅提高了活化过硫酸盐的性能，有效降解去除水中有机污染物，更是解决了基于过度复杂化制备催化剂的技术问题，更重要的是为污泥的处理提供了可行性的方案和资源化再利用的可能途径。

技术领域

本发明涉及一种活化过硫酸盐催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

随着资源短缺和环境问题日益严重，废物利用已成为大家关注的热点话题。随着社会 发展和环保意识提高，污泥废弃物的无害化处理和资源化利用已成为一个重要趋势。由于 各国和地区的环境条件、经济水平和运输方式不同，世界各地的污泥处理方法差异很大。 因此，污泥的资源化处置是现在亟待解决的环境问题。

过硫酸盐氧化技术是近年来发展起来的一种新型的高级氧化技术，近年来受到广泛 关注。高级氧化工艺(AOPs)反应能够产生高活性的羟基自由基(OH·)，能够将广泛的有机 污染物转化为分子量更小的有机物，更容易被生物降解，且在某些情况下通过激活稳定的 前体来完成CO₂的矿化。过硫酸盐高级氧化工艺中硫酸盐自由基(SO₄^·-)是激活过硫酸盐形成的主要氧化物种，已经成为以H₂O₂为基础传统工艺的可行替代技术，具有主要的技 术优点包括:1、过硫酸盐比H₂O₂稳定，且更容易储存和运输；2、过硫酸盐的氧化性能 对pH值和背景成分的敏感性较低；3、可能获得氧化能力更高的理想自由基。目前大多 数研究偏向于技术开发过于复杂的催化剂和缺乏实用考虑，应加快基于过硫酸盐的高级氧 化技术取代传统的高级氧化技术更加有效地处理废水。此外，高温碳化可以改变污泥的物 化性质从而实现其稳定化。研究表明，污泥生物炭可以作为吸附剂用于污染物的去除，还 可以活化过硫酸盐和过氧化氢等产生强氧化性的羟基自由基，实现有机物的高效降解，进 而实现污泥的资源化利用。过硫酸盐和过氧化氢的结构相似，都含有O-O键，多种碳材 料对两者皆有活化效果，因此优化制得的污泥基生物炭能够有效活化过硫酸盐去除水中有 机污染物。

发明内容

本发明是要解决目前活化过硫酸盐的生物炭催化剂制备复杂以及水处理厂中污泥难 处理的技术问题，而提供一种活化过硫酸盐污泥基生物炭催化剂的制备方法及其应用。

本发明的活化过硫酸盐污泥基生物炭催化剂的制备方法是按以下步骤进行的：

一、将水处理厂生化池工艺中的污泥自然晾干24h～25h，然后过100目聚乙烯筛，保 留过筛的污泥，得到晾干后的污泥；

二、将步骤一中的晾干后的污泥置于105℃～110℃的恒温干燥箱中干燥2h～2.5h，得 到预处理的污泥；

三、将步骤二得到的预处理后的污泥进行研磨，将研磨后的污泥在保护气下进行高温 热解2h～2.5h，热解温度为400℃～1000℃，然后冷却至室温，得到高活性的污泥生物炭。

本发明制备的高活性的污泥生物炭应用于活化过硫酸盐降解水中酚类有机污染物。

本发明的有意效果为：