CN101973686A - 有毒污泥同步脱水脱毒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有毒污泥同步脱水脱毒方法，将电能、超声能优化组合产生高能震荡辐射，并在化学氧化剂的高效协同下，对有毒污泥进行同步脱水脱毒，有毒污泥的含水率从95％以上，下降到65～70％，本方法的脱水率比传统方法提高了15％～20％。经同步处理后，污泥的生物毒性大幅降低，实现了有毒污泥的同步脱水脱毒，对污泥后期的资源化利用奠定了基础。本方法具有工艺简单，投资少、运行管理方便、运行成本低、工业化生产程度高，能显著的脱水和脱毒效果，节能、快速且安全环保等优点，因而有较好的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于环保领域中污泥处理范畴，特别是一种适用于化工行业的有毒污泥的同步脱水脱毒方法。
背景技术
城市污水处理产生的污泥，由于其含水率高、体积大，通常经浓缩后，采用堆肥或填埋处理。而化工行业的污泥不仅体积庞大，且有机毒物含量高，颗粒细，呈絮状胶体结构，具有高亲水性。我国现有大小化工园区1000余个，拥有大小化工企业10万余家。这些化工企业每天产生数万吨的有毒污泥，污泥的含水率高达95％以上，且含有各种有机毒物。按照我国最新颁布的《国家危险废物名录》规定，化工、医药和农药等行业废水处理过程中产生的剩余污泥为危险固体废弃物，须送有资质的危险废物处置中心集中处理。我国化工污泥焚烧处理费用高，许多化工企业转而采用填埋或堆肥处理有毒污泥，由于污泥中含有大量有机毒物，填埋或堆肥易产生严重的二次污染，危害生态环境，且堆肥占用了大量的农田。研发针对毒性污泥的经济、高效处理技术，已成为当今世界各国关注的研究课题。
目前，国内外传统的污泥处理技术主要有填埋、焚烧、消化、堆肥等。焚烧易产生强烈致癌作用的二噁英污染，且焚烧费用高，企业难以承受。新兴的污泥处理技术主要有热干燥法、湿式氧化和超声波法等。污泥热干燥法能够大幅减少了污泥的体积，但初期投资和运行费用过高。湿式氧化法须在高温、高压条件下操作，能耗高、投资大，难以实现规模化。超声波处理技术可大幅度降低污泥体积，是近年来发展起来的一种新型技术。但单一超声技术处理有毒污泥存在着投资大、能耗高的缺点。
针对以上问题，通过将多种新型催化技术优化组合，开发了基于高能震荡辐射技术的有毒污泥同步脱水脱毒方法，通过将多种新型催化技术优化组合与高效协同，在低能耗下产生高能粒子群，这些高能粒子能在有毒污泥大幅脱水同时，实现有机毒物的高效降解。使化工行业有毒污泥同步减量化和无害化，达到变废为宝的目的。
本发明将为我国化工行业有毒污泥高效、经济地处理发挥了重要的引领和示范作用，对保护生态环境、保障饮用水安全、维护社会的和谐与稳定具有十分重大的意义。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有技术处理有毒污泥存在着投资大、能耗高的缺点而提供了一种有毒污泥同步脱水脱毒方法。
本发明的技术方案为：众多化工企业污水处理产生的有毒污泥，由于其含水率高、体积大，同时还含有大量有害物质，直接填埋会造成土地的巨大浪费，同时也会对土壤、水环境造成二次环境污染，存在一定的环境风险。本发明针对目前国内化工厂污水处理产生的污泥通常采用脱水减量、委外焚烧处理，而无脱毒减害的技术，发明了借助化学氧化剂，通过电能和超声能的协同作用，在低能耗下，产生强压力脉冲，并于周围的微小空间内形成局部高温、高压、大量的高能粒子流和大量的氧化性自由基，这些高能粒子和自由基作用于有毒污泥，使得污泥内有机毒物被矿化，并对此类污泥进行同步脱水。
本发明的具体技术方案为：一种有毒污泥同步脱水脱毒方法，其具体步骤如下：首先向有毒污泥中投加化学氧化剂进行搅拌，然后再经超声波和电能的协同作用，对有毒污泥进行同步脱水脱毒。对污泥的含水率可从95％以上降至65～70％，污泥中的有机毒物可被大幅降解，其生物毒性大幅降低。
优选所述超声波的频率为：20～80KHz，超声强度控制为：0.5～1W/cm2。
所述的电能采用稳压电源进行电解处理，水平电场两极板间施加的电压为：110～220V，电流为：0.1～0.5A，两极板间距离为：10～20cm。
所述的化学氧化剂优选为过氧乙酸、液氧或双氧水中的一种或几种组合；每升有毒污泥中化学氧化剂的投加量为：0.2～10mL；所述投加氧化剂后的搅拌时间为：0.5～1min。
所述的超声波和电场同时施加，且两种能量的作用时间为2～8min。
本发明的流程图如图1所示，包括如下方法步骤：①、投加化学氧化剂，并快速搅拌；②、引入超声波和电能；③、脱水、脱毒后的污泥变废为宝，为进一步资源化利用做准备。
有益效果：
与传统污泥处理方法相比，具有如下优点：
1、适用范围广：本发明适用于化工(农药、医药、染料等)及印染等行业有毒污泥的减量化、无害化处理。
2、处理周期短：本方法处理周期只需10min左右，传统的稳定过程需20～30d。
3、本发明处理化工行业有毒污泥的费用约100元/吨，而传统污泥脱水减量、委外焚烧的方法，每吨污泥的平均处理费用在2000元以上，本发明可直接节省了处理费用约1900元/吨，是一种经济的有毒污泥治理方法。
4、含水率为95％以上的污泥，经本方法处理后，下降到65～70％，该方法的脱水率比现行技术提高了15％～20％，污泥的体积大幅缩小。
5、经本方法处理，可大幅降低了污泥的生物毒性。
6、有毒污泥同步脱水脱毒在常压(100KPa)条件下进行。
附图说明
图1为本发明所述污泥同步脱水脱毒新方法的工艺路线图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，取500mL含水率为98.3％、EC50(％)为23.7％的某石化厂有毒污泥，向有毒污泥中投加2mL液氧，经0.5min快速搅拌后，在40KHz，强度为0.8W/cm2的超声波辐射和阴阳两极板间距为20cm，电压为160V，电流为0.5A，两种能量协同作用6min后，污泥的含水率降为65.1％，EC50(％)为88.4％。
实施例2：
如图1所示，取500mL含水率为96.8％、硝基苯浓度为4mg/kg的某化工企业有毒污泥，先向有毒污泥中投加1.2mL双氧水(30wt％)，经0.9min快速搅拌后，在50KHz，强度为0.5W/cm2的超声波探头辐射和阴阳两极板间距为10cm，电压为110V，电流为0.2A，两种能量协同作用4min后，污泥的含水率降为69.3％，硝基苯浓度降为0.17mg/kg。
实施例3：
如图1所示，取500mL含水率为97.5％、挥发性悬浮固体浓度(VSS)为63.1％、EC50(％)为19.1％的某农药厂的有毒污泥，先向有毒污泥中投加1.5mL过氧乙酸(35wt％)，经0.7min快速搅拌后，在20KHz，强度为1W/cm2的超声波探头辐射和阴阳两极板间距为18cm，电压为220V，电流为0.1A，两种能量协同作用7min后，污泥的含水率降为67.3％，VSS为13.3％，处理后的EC50(％)为89.2％。
Claims (5)
1.一种有毒污泥同步脱水脱毒方法，其具体步骤如下：首先向有毒污泥中投加化学氧化剂进行搅拌，然后再经超声波和电能的协同作用，对有毒污泥进行同步脱水脱毒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述超声波的频率为：20～80KHz，超声强度控制为：0.5～1W/cm2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的电能采用稳压电源进行电解处理，水平电场两极板间施加的电压为：110～220V，电流为：0.1～0.5A，两极板间距离为：10～20cm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的化学氧化剂为过氧乙酸、液氧或双氧水中的任意一种或几种组合；每升有毒污泥中化学氧化剂的投加量为：0.2～10mL；所述投加氧化剂后的搅拌时间为：0.5～1min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超声波和电场同时施加，且两种能量的作用时间为2～8min。
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| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract |
Assignee: JIANGSU T.Y. ENVIRONMENTAL ENERGY Co.,Ltd. Assignor: Nanjing Tech University Contract record no.: 2012320000351 Date of cancellation: 20121205 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NANJING CHEMICAL INDUSTRY PARK ENVIRONMENTAL PROTE Free format text: FORMER OWNER: NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Effective date: 20130813 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 210009 NANJING, JIANGSU PROVINCE TO: 210047 NANJING, JIANGSU PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130813 Address after: 210047 Ning six road, Nanjing chemical industry park, Jiangsu, Nanjing Patentee after: NANJING CHEMICAL INDUSTRY PARK ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY COLLABORATIVE INNOVATION Co.,Ltd. Address before: 210009 Zhongshan North Road, Jiangsu, No. 200, Patentee before: Nanjing Tech University |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230419 Address after: 210000 Building 8, Zhicheng Park, 6 Zhida Road, Jiangbei new district, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee after: NJTECH ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 210047 Ningliu Road, Nanjing Chemical Industry Park, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee before: NANJING CHEMICAL INDUSTRY PARK ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY COLLABORATIVE INNOVATION Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |