CN106396308B - 一种剩余活性污泥的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种剩余活性污泥的回收利用方法，包括以下步骤：(1)取剩余活性污泥，加水稀释，再加入高铁酸盐，搅拌静置3‑10h；(2)加入氯化铁，用NaOH溶液调节pH至7.0‑8.0，搅拌静置3‑10h，用作水处理过程中的吸附剂或絮凝剂；(3)继续清洗后灭活，用离心机离心，固液分离，取固体组分进行干燥，用作水处理过程中的吸附剂或絮凝剂；(4)继续粉碎成细粉，进行分阶段无氧热解处理，冷却至室温，用作土壤调节剂或水处理过程中的吸附剂或絮凝剂。本发明将剩余活性污泥中加入含铁化合物，不仅可以去除剩余活性污泥中的有害物质如去除不彻底的雌激素等，并大大增强其吸附性能，本发明对剩余污泥的处理成本低，有效进行资源的回收利用，降低环境污染。

Description

一种剩余活性污泥的回收利用方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体是涉及一种剩余活性污泥的回收利用方法。
背景技术
城市人口规模的不断扩大，导致污水处理规模增加。活性污泥工艺的广泛应用势必将产生大量的剩余活性污泥。由于剩余污泥产量大、处理费用高、易产生二次污染，因此污泥的处理处置问题已经成为国际上亟待解决的难题之一。
剩余活性污泥是一种放错了地方的资源，如果处理不当就会造成严重的二次污染，因此，剩余活性污泥的处理处置已经成为影响生态环境的一个大问题。目前，剩余活性污泥处置主要是填埋、堆肥和焚烧等几种方法，但这几种方法都有缺点：填埋污泥需要占用大量农用耕地，造成土地资源的浪费，并且很容易对土壤和地下水造成污染；生物堆肥设备投资额较大，成本高，不适合推广应用；焚烧不仅投资较高、运行费用高，造成资源的浪费，同时对大气环境也会造成严重的污染。
现有技术中也有对剩余活性污泥进行高温碳化处理的方法，但是处理需要在较高温度下进行，耗能大，不够经济。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种剩余活性污泥的回收利用方法，有效进行资源的回收利用，降低环境污染。
本发明的技术方案是：
一种剩余活性污泥的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)取剩余活性污泥，加水至含水量为30-80％，再加入相对于所述剩余活性污泥的固体总重量2-8％的高铁酸盐，搅拌均匀，静置3-10h，得到高铁酸盐和剩余活性污泥混合物；
(2)将相对于所述剩余活性污泥的固体总重量2-5％的氯化铁与步骤(2)所得的高铁酸盐和剩余活性污泥混合物混合，用NaOH溶液调节pH至7.0-8.0，搅拌均匀，静置3-10h，得到改性剩余活性污泥；
(3)将步骤(2)所得的改性剩余活性污泥用0.3-0.7％的生理盐水清洗活性污泥4次后在高压灭菌釜中121℃下灭活40分钟，用离心机离心，固液分离，取固体组分进行干燥，得到失活的污泥；
(4)将所述失活的污泥粉碎成细粉，进行分阶段无氧热解处理，第一阶段热解温度为400-450℃，热解时间为0.5-1h，第二阶段热解温度为300-350℃，热解时间为0.5-1h，热解完成后，保持无氧条件下冷却至室温，用作土壤调节剂或水处理过程中的吸附剂或絮凝剂。
进一步地，在所述步骤(4)中，向所述分阶段无氧热解处理并冷却后得到的失活的污泥中按0.05-0.1％的重量比掺入无机纳米多孔材料。所述无机纳米多孔材料为沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8),其比表面积大，具有优良的吸附性能。
进一步地，所述高铁酸盐为高铁酸钠。高铁酸盐(钠、钾)是六价铁盐，具有很强的氧化性，溶于水中能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒。与此同时，自身被还原成新生态的Fe(OH)3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。高铁酸盐与剩余活性污泥一起吸附杂质、吸附有害重金属和净化水质的效果更佳。
进一步地，所加入的高铁酸盐的量为所述剩余活性污泥固体总重量的3-7％。
进一步地，所加入的高铁酸盐的量为所述剩余活性污泥固体总重量的5％。
进一步地，所加入的氯化铁的量为所述剩余活性污泥固体总重量的3-4％。
进一步地，所加入的氯化铁的量为所述剩余活性污泥固体总重量的3.5％。
进一步地，所述的NaOH溶液的质量浓度为28-40％，加入氢氧化钠溶液一方面可以使剩余活性污泥里面的氯化铁反应生成氢氧化铁，具备极好的吸附作用，另一方面调节剩余活性污泥的pH为弱碱性，使得改性剩余活性污泥稳定性更好。
本发明的有益效果是：本发明将剩余活性污泥中加入含铁化合物，不仅可以去除剩余活性污泥中的有害物质如去除不彻底的雌激素等，并大大增强其吸附性能，可用作水初步处理过程中的吸附剂或絮凝剂，在此基础上进行灭活处理，彻底杀灭剩余污泥中的有害生物，不影响其吸附性能，还可以再进行热解处理，通过两次低温热解，相对于现有技术中的高温热解，可以节约能源，将剩余活性污泥转化成碳化物，作为土壤改良剂。本发明对剩余污泥的处理成本低，有效进行资源的回收利用，降低环境污染。
具体实施方式
实施例1:
一种剩余活性污泥的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)取剩余活性污泥，加水至含水量为30％，再加入相对于所述剩余活性污泥的固体总重量2％的高铁酸盐，搅拌均匀，静置3h，得到高铁酸盐和剩余活性污泥混合物；
(2)将相对于所述剩余活性污泥的固体总重量2％的氯化铁与步骤(2)所得的高铁酸盐和剩余活性污泥混合物混合，用NaOH质量浓度为28％的NaOH溶液调节pH至7.0，加入氢氧化钠溶液一方面可以使剩余活性污泥里面的氯化铁反应生成氢氧化铁，具备极好的吸附作用，另一方面调节剩余活性污泥的pH为弱碱性，使得改性剩余活性污泥稳定性更好，然后搅拌均匀，静置3h，得到改性剩余活性污泥；
(3)将步骤(2)所得的改性剩余活性污泥用0.3％的生理盐水清洗活性污泥4次后在高压灭菌釜中121℃下灭活40分钟，用离心机离心，固液分离，取固体组分进行干燥，得到失活的污泥；
(4)将所述失活的污泥粉碎成细粉，进行分阶段无氧热解处理，第一阶段热解温度为400℃，热解时间为0.5h，第二阶段热解温度为300℃，热解时间为0.5h，热解完成后，保持无氧条件下冷却至室温，按0.05％的重量比掺入沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8),用作土壤调节剂或水处理过程中的吸附剂或絮凝剂。
其中，所述高铁酸盐为高铁酸钠，高铁酸钠是六价铁盐，具有很强的氧化性，溶于水中能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe(OH)3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。高铁酸盐与剩余活性污泥一起吸附杂质和净化水质的效果更佳。
用本实施例的产品处理高岭土悬浊液，絮凝率达到91.4％；用本实施例的产品处理含50mg/L邻苯二甲酸二丁酯的废水，邻苯二甲酸二丁酯的去除率为92.2％。
实施例2:
一种剩余活性污泥的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)取剩余活性污泥，加水至含水量为55％，再加入相对于所述剩余活性污泥的固体总重量5％的高铁酸盐，搅拌均匀，静置6.5h，得到高铁酸盐和剩余活性污泥混合物；
(2)将相对于所述剩余活性污泥的固体总重量3.5％的氯化铁与步骤(2)所得的高铁酸盐和剩余活性污泥混合物混合，用NaOH质量浓度为34％的NaOH溶液调节pH至7.5，加入氢氧化钠溶液一方面可以使剩余活性污泥里面的氯化铁反应生成氢氧化铁，具备极好的吸附作用，另一方面调节剩余活性污泥的pH为弱碱性，使得改性剩余活性污泥稳定性更好，然后搅拌均匀，静置6.5h，得到改性剩余活性污泥；
(3)将步骤(2)所得的改性剩余活性污泥用0.5％的生理盐水清洗活性污泥4次后在高压灭菌釜中121℃下灭活40分钟，用离心机离心，固液分离，取固体组分进行干燥，得到失活的污泥；
(4)将所述失活的污泥粉碎成细粉，进行分阶段无氧热解处理，第一阶段热解温度为425℃，热解时间为0.75h，第二阶段热解温度为325℃，热解时间为0.75h，热解完成后，保持无氧条件下冷却至室温，按0.075％的重量比掺入沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8),用作土壤调节剂或水处理过程中的吸附剂或絮凝剂。
其中，所述高铁酸盐为高铁酸钾，高铁酸钾是六价铁盐，具有很强的氧化性，溶于水中能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe(OH)3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。高铁酸盐与剩余活性污泥一起吸附杂质和净化水质的效果更佳。
用本实施例的产品作为吸附剂，对17α-乙炔基雌二醇(EE2)的吸附去除率为93.2％；用本实施例的产品处理含0.05mg/L雌二醇的废水，雌二醇的去除率为86.5％。
实施例3:
一种剩余活性污泥的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)取剩余活性污泥，加水至含水量为80％，再加入相对于所述剩余活性污泥的固体总重量8％的高铁酸盐，搅拌均匀，静置10h，得到高铁酸盐和剩余活性污泥混合物；
(2)将相对于所述剩余活性污泥的固体总重量5％的氯化铁与步骤(2)所得的高铁酸盐和剩余活性污泥混合物混合，用NaOH质量浓度为40％的NaOH溶液调节pH至8.0，加入氢氧化钠溶液一方面可以使剩余活性污泥里面的氯化铁反应生成氢氧化铁，具备极好的吸附作用，另一方面调节剩余活性污泥的pH为弱碱性，使得改性剩余活性污泥稳定性更好，然后搅拌均匀，静置10h，得到改性剩余活性污泥；
(3)将步骤(2)所得的改性剩余活性污泥用0.7％的生理盐水清洗活性污泥4次后在高压灭菌釜中121℃下灭活40分钟，用离心机离心，固液分离，取固体组分进行干燥，得到失活的污泥；
(4)将所述失活的污泥粉碎成细粉，进行分阶段无氧热解处理，第一阶段热解温度为450℃，热解时间为1h，第二阶段热解温度为350℃，热解时间为1h，热解完成后，保持无氧条件下冷却至室温，按0.1％的重量比掺入沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8),用作土壤调节剂或水处理过程中的吸附剂或絮凝剂。
其中，所述高铁酸盐为高铁酸钠，高铁酸钠是六价铁盐，具有很强的氧化性，溶于水中能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe(OH)3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。高铁酸盐与剩余活性污泥一起吸附杂质和净化水质的效果更佳。
用本实施例的产品作为土壤改良剂，可以明显改善土壤活性，去除有害物质，增加土壤中微量元素，与未使用本实施例的产品作为土壤改良剂的土地种植烟草相比，平均每公顷土地增产高出135kg。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种剩余活性污泥的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取剩余活性污泥，加水稀释，再加入相对于所述剩余活性污泥的固体总重量2-8％的高铁酸盐，搅拌均匀，静置3-10h，得到高铁酸盐和剩余活性污泥混合物；
(2)将相对于所述剩余活性污泥的固体总重量2-5％的氯化铁与步骤(1)所得的高铁酸盐和剩余活性污泥混合物混合，用NaOH溶液调节pH至7.0-8.0，搅拌均匀，静置3-10h，得到改性剩余活性污泥；
(3)将步骤(2)所得的改性剩余活性污泥清洗后,在高压灭菌釜中121℃下灭活40分钟，用离心机离心，固液分离，取固体组分进行干燥，得到失活的污泥；
(4)将所述失活的污泥粉碎成细粉，进行分阶段无氧热解处理，第一阶段热解温度为400-450℃，热解时间为0.5-1h，第二阶段热解温度为300-350℃，热解时间为0.5-1h，热解完成后，保持无氧条件下冷却至室温，用作土壤调节剂或水处理过程中的吸附剂或絮凝剂；
所述步骤(4)中，向所述分阶段无氧热解处理并冷却后得到的失活的污泥中按0.05-0.1％的重量比掺入无机纳米多孔材料；所述无机纳米多孔材料为沸石咪唑酯骨架结构材料,其比表面积大，具有优良的吸附性能；
所述高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾；
所加入的高铁酸盐的量为所述活性污泥固体总重量的3-7％；
所加入的氯化铁的量为所述活性污泥固体总重量的3-4％；
所述的NaOH溶液的质量浓度为28-40％。
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