一种铁基污泥炭、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种铁基污泥炭、制备方法及其应用，涉及污泥处理技术领域，制备方法包括以下步骤：(1)在剩余污泥中添加络合螯合剂和亚铁盐，然后加入过硫酸盐，抽滤，得到含铁污泥泥饼；(2)将所述含铁污泥泥饼干燥、粉碎、过筛，热解，得到铁基污泥炭。铁基污泥炭用于污泥脱水，能有效实现污泥减量化，改善污泥脱水性能，能大大减少污水厂的泥饼外运量和污泥调理剂成本，具有巨大的环境意义。具有巨大的环境意义。具有巨大的环境意义。

【技术实现步骤摘要】
一种铁基污泥炭、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及污泥处理
，特别是涉及一种铁基污泥炭、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着城市化与工业化的快速发展，城市生活污水与工业废水的排放量空前增加。城镇及多数工业污水处理厂大多采用活性污泥法处理工艺，导致污泥产生量大幅度增加。污泥组成成分复杂，呈现胶状絮体特征，具有高度的亲水性和持水性，自身脱水性能极差，必须借助必要的预处理措施才能实现有效的泥水分离。无论是污泥运输，还是填埋、好氧发酵、焚烧等处理工艺，都对污泥的含水率有严格的要求。污泥运输时一般需要将含水率控制在80％左右；《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质(GB/T 23485
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2009)》规定卫生填埋污泥含水率必须低于60％；污泥好氧发酵适宜的含水量上限为50～60％；污泥在焚烧炉中维持稳定燃烧的含水率上限为60％。而原污水厂污泥的较高含水率(95％以上)，使泥水混合物体积庞大，提高了污泥的处理难度与成本，严重制约了污泥的处理效率。因此，对污泥进行脱水是污泥减容的必要前提，是污泥后续安全处理处置与资源化的首要步骤。
[0003]高级氧化技术，是以产生的强氧化能力自由基为特点，如羟基自由基(
·
OH)、硫酸根自由基(SO4·
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)等，使难降解的有机物转化为低害或者无害的小分子物质的新型氧化技术。近年来，以活化过硫酸盐(Persulfate，PS)产生SO4·
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的高级氧化技术，成为污泥深度脱水领域的研究热点。PS在水中电离产生的过硫酸根离子(S2O
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)在正常条件下反应速率较低，氧化效果并不明显。但在经过过渡金属、光、热、活性炭等催化活化后，可产生大量的SO4·
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，其氧化电位达到2.5～3.1V，与
·
OH氧化电位相近，但比其稳定，作为类Fenton氧化技术显著改善污泥脱水性能。
[0004]基于高级氧化调理的脱水污泥是废水处理过程中产生的副产物，一般被当作废弃物进行填埋处置。由于污泥的后处理工作量大，成本高，且传统的填埋方式存在潜在的二次污染问题，因此，资源化利用成为脱水污泥处理处置的重要研究方向。目前，对于脱水污泥的资源化利用主要是铁盐的酸溶回用和作建材利用，资源利用率低，成本较高，其处理处置仍然是亟待解决的环境问题。

技术实现思路

[0005]剩余污泥属于市政和工业固废，因含水率高，需进行污泥调理。基于类Fenton的高级氧化法调理污泥，可深度进行污泥脱水，不仅包括自由水，还包括破解污泥絮体所释放的结合水，但不可避免产生大量的含铁污泥。本专利技术的目的在于提供一种铁基污泥炭、制备方法及其应用，采用铁基污泥炭
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过硫酸盐
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铁盐絮凝剂的组合技术工艺，有效实现污泥减量化，改善污泥脱水性能，同时在实现污泥深度脱水的同时，与现有技术相比能够有效解决现有污泥处理处置技术末端的泥饼处置问题，再利用含铁污泥泥饼形成可循环用于污泥氧化调理的过硫酸盐催化剂，实现污泥炭的自动铁负载改性。通过对含铁污泥炭与过硫酸盐的配比优化，使得该工艺具有更为优良的污泥调理效果。该工艺提供了一种含铁污泥资源化
利用的途径，为过硫酸盐高级氧化技术提供一种价格低廉且效能好的活化剂。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种铁基污泥炭的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)在剩余污泥中添加络合螯合剂和亚铁盐，然后加入过硫酸盐，抽滤，得到含铁污泥泥饼；
[0009](2)将所述含铁污泥泥饼干燥、粉碎、过筛，热解，得到铁基污泥炭。
[0010]本专利技术的铁基污泥炭是基于调理污泥制备的。污泥调理是污泥脱水的必备环节，产生的脱水污泥必须进行合理的处置，所以本专利技术先制备铁基改性炭，将铁基改性炭用作过硫酸盐的催化剂，再用于污泥调理，可以实现污泥的封闭循环，不产生废污泥，同时实现其增值化。
[0011]污泥脱水性能改善的标志是比阻降低。单独用铁基改性炭和过硫酸盐对污泥进行调理，污泥脱水性能只能在一定程度上改善，所以本专利技术污泥调理中加入铁盐絮凝剂深度改善脱水性能，同时铁盐的另一个作用是补给铁基改性炭上的铁，这样可以降低铁盐絮凝剂的持续投加。
[0012]进一步地，步骤(1)中优选添加络合螯合剂和亚铁盐后反应10min，优选加入过硫酸盐后反应10min。
[0013]进一步地，步骤(1)所述络合螯合剂包括酒石酸、柠檬酸、草酸、单宁酸和乙二胺四乙酸二钠(EDTA)中的一种或多种，优选草酸。
[0014]进一步地，过硫酸盐为过硫酸钠或过硫酸钾。
[0015]进一步地，按照剩余污泥中可挥发性悬浮物(VSS)计，步骤(1)所述亚铁盐投加量为1～3mmol/g，过硫酸盐投加量为1～2mmol/g。
[0016]进一步地，步骤(1)中所述络合螯合剂和亚铁盐的摩尔比为0.01～0.1。
[0017]进一步地，步骤(2)热解在氮气或惰性气体保护氛围下进行，优选在氮气氛围下进行，氮气流速为100mL/min，升温速率为10℃/min。
[0018]进一步地，步骤(2)热解温度为400～800℃，热解停留时间为40～80min。
[0019]进一步地，步骤(2)干燥温度为105℃，干燥时间为4h，粉碎过80目筛。
[0020]本专利技术还提供一种由所述制备方法制备得到的铁基污泥炭。
[0021]本专利技术还提供所述铁基污泥炭作为类Fenton
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絮凝剂的污泥复合调理剂在污泥脱水中的应用。
[0022]本专利技术利用类Fenton氧化和铁盐絮凝的方式对污泥进行调理，一方面能利用铁基污泥炭催化PS的类Fenton氧化作用，改变污泥的结构，释放细胞内部及胞外聚合物表面结合水，明显提高污泥的脱水性能；另外，进一步利用铁盐的强絮凝作用，将氧化后的小而分散的污泥颗粒进行絮凝，提高污泥固液分离，同时增加循环污泥炭中的铁元素补给。综上，本专利技术利用铁基污泥炭在污泥的脱水过程中，铁基污泥炭
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过硫酸盐
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铁盐絮凝剂协同作用，能显著改善污泥脱水性能，形成较优的污泥形态并改善污泥的后续处理处置的效果。该路线的实现将能大大减少污水厂的泥饼外运量和污泥调理剂成本，具有巨大的环境意义。
[0023]进一步地，具体应用方法如下：
[0024]将所述铁基污泥炭与过硫酸盐复配，加入污泥中，然后加入铁盐助凝，搅拌，静置，抽滤。
[0025]进一步地，所述铁盐助剂包括氯化铁(FeCl3)、硫酸亚铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁，优选FeCl3。铁盐助剂的添加量为0.06～0.37mmol/g VSS。
[0026]进一步地，铁基污泥炭的添加量为污泥干重(DS)的5～70％。
[0027]进一步地，过硫酸盐的添加量为0.08～0.25mmol/g VSS。
[0028]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁基污泥炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在剩余污泥中添加络合螯合剂和亚铁盐，然后加入过硫酸盐，抽滤，得到含铁污泥泥饼；(2)将所述含铁污泥泥饼干燥、粉碎、过筛，热解，得到铁基污泥炭。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述络合螯合剂包括酒石酸、柠檬酸、草酸、单宁酸和乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，按照剩余污泥中可挥发性悬浮物计，步骤(1)所述亚铁盐投加量为1～3mmol/g，过硫酸盐投加量为1～2mmol/g。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述络合螯合剂和亚铁盐的摩尔比为0.01～0.1。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，张洪涛，洪毅，杨垚磊，蔡驰，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：