CN111377580A - 一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，该方法包括以下步骤：将污泥含固率进行调节，进而将污泥进行升温，再将污泥酸化，继续向酸化后的污泥先后加入亚微米铁和过碳酸钠进行反应，反应完成后进行亚微米铁回收，最终得到处理后的污泥。本发明基于高级氧化技术进行污泥处理，利用过碳酸钠加速亚微米铁腐蚀，原位产生羟基自由基去除污泥中残留的内分泌干扰素，该技术的推广对我国的污泥处理与处置，具有重要的环境生态意义。

Description

一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法。
背景技术
污泥是污水处理厂的主要副产物，而污泥的有效处理已成为亟待解决的社会经济与环境问题，污泥中含有大量的污染物如病原菌、病毒、重金属、抗生素、内分泌干扰素等，若污泥的得不到妥善处理和处置，极易造成严重的环境污染。
在众多污泥残留的有毒有害物之中，内分泌干扰素是一种外源性化学物质，对生物体产生、代谢、排泄以及结合荷尔蒙有一定的影响，从而干扰生物体调节自身生殖发育的稳定性。环境内分泌干扰素在自然界中较为普遍，危害也较大，在极低浓度下也会对生物产生很大危害，导致生物与人体性激素分泌量及活性下降、精子数量减少、生殖器官异常，并使生殖能力降低，后代的健康与成活率下降、各种癌症的发病率增加、一些动物雌性化现象严重，其次还会导致一些神经毒性和免疫毒性。内分泌干扰素的来源主要由工业化合物、固醇类急速、表面活性剂以及食品添加剂等。内分泌干扰素会进入生活污水和工业废水，随之排入污水处理厂。前期研究表明，污水的中的内分泌干扰素会吸附转移进入至污泥中，然而污泥本身对内分泌干扰素的去除十分有限，甚至引起内分泌干扰物的环境迁移性及持久性增强。因此，若污泥未经处理，大量的内分泌干扰素残留在污泥中，限制了污泥后续处置(如农用，绿化和填埋等)，残留的内分泌干扰素最终进入生态环境，对人类和动物造成潜在的生态风险。
因此，有效的进行污泥处理，实现污泥中内分泌干扰素的去除对污泥的最终处置至关重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，本发明提供了一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，基于高级氧化技术进行污泥处理，其目的在于利用过碳酸钠加速亚微米铁腐蚀，从而原位产生强氧化性羟基自由基去除污泥中残留的内分泌干扰素。
为实现上述目的，本发明提供了一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，包括以下步骤：
(1)将污泥的含固率进行调节；
(2)将步骤(1)中污泥进行升温，并维持整个处理周期；
(3)将步骤(2)中的污泥的pH值用盐酸进行调节，得到酸化污泥；
(4)向步骤(3)中的酸化污泥加入亚微米铁，快速机械搅拌20～22min，得到含铁污泥；
(5)向步骤(4)中的含铁污泥加入过碳酸钠，快速机械搅拌，继续采用磁铁将污泥中剩余亚微米铁进行回收后，得到处理后污泥。
上述的方法，优选的，所述步骤(1)中，所述污泥的含固率调节至6.5～6.8％。
上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，所述污泥的温度升至49～51℃。
上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，所述污泥的升温速率为4～4.5℃/min。
上述的方法，优选的，所述步骤(3)中，所述污泥的pH值调节至3.2～3.5。
上述的方法，优选的，所述步骤(4)中，所述亚微米铁尺寸为680～730nm。
上述的方法，优选的，所述步骤(4)中，所述亚微米铁投加量占酸化污泥干重的14～16％。
上述的方法，优选的，所述步骤(5)中，所述过碳酸钠投加量占含铁污泥干重的3.6～4.0％。
上述的方法，优选的，所述步骤(5)中，所述快速机械搅拌时间为110～120min。
上述的方法，优选的，所述步骤(4)和(5)中，所述快速机械搅拌的速度为400～430r/min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，基于高级氧化技术进行污泥处理，其目的在于利用过碳酸钠加速亚微米铁腐蚀，从而原位产生强氧化性羟基自由基快速去除污泥中残留的内分泌干扰素。
(2)本发明提供了一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，与传统Fenton技术中采用的双氧水相比，采用固体氧化剂便于运输、保存和操作。
(3)本发明提供了一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，本发明采用非均相磁性催化剂，避免了传统技术中均相的催化剂难以回收利用的弊端，从而进一步降低操作成本。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1是本发明实施例中不同处理方式对污泥中内分泌干扰素含量的影响图。
具体实施方式
下面以具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，包括以下步骤：
(1)取自长沙市某污水厂的剩余污泥，将污泥的含固率进行调节至6.5％，污泥pH为6.8；
(2)将步骤(1)中的污泥以4.2℃/min的速率升温至51℃，并维持整个处理周期；
(3)将步骤(2)中的污泥的pH值用硫酸调节至3.2，得到酸化污泥；
(4)向步骤(3)中的酸化污泥加入尺寸为700nm占酸化污泥干重15％的亚微米铁，以420r/min速率快速机械搅拌20min，得到含铁污泥；
(5)向步骤(4)中的含铁污泥加入占含铁污泥干重3.6％的过碳酸钠，以420r/min速率快速机械搅拌120min，继续采用磁铁将污泥中剩余亚微米铁进行回收后，得到处理后污泥。
检测处理前和处理后污泥中内分泌干扰素含量，结果如下：处理前污泥中双酚A浓度为35.1μg/g干泥，壬基酚浓度为42μg/g干泥；经步骤(1)～(5)处理后污泥中双酚A浓度为12.2μg/g干泥，壬基酚浓度为17.5μg/g干泥。
实施例2：
一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，包括以下步骤：
(1)取自长沙市某污水厂的剩余污泥，将污泥的含固率进行调节至6.5％，污泥pH为6.8；
(2)将步骤(1)中的污泥以4.2℃/min的速率升温至51℃，并维持整个处理周期；
(3)将步骤(2)中的污泥的pH值用硫酸调节至3.2，得到酸化污泥；
检测处理前和处理后污泥中内分泌干扰素含量，结果如下：处理前污泥中双酚A浓度为35.1μg/g干泥，壬基酚浓度为42μg/g干泥；经步骤(1)～(3)处理后污泥中双酚A浓度为33.5μg/g干泥，壬基酚浓度为40μg/g干泥。
实施例3：
一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，包括以下步骤：
(1)取自长沙市某污水厂的剩余污泥，将污泥的含固率进行调节至6.5％，污泥pH为6.8；
(2)将步骤(1)中的污泥以4.2℃/min的速率升温至51℃，并维持整个处理周期；
(3)将步骤(2)中的污泥的pH值用硫酸调节至3.2，得到酸化污泥；
(4)向步骤(3)中的酸化污泥加入尺寸为700nm占酸化污泥干重15％的亚微米铁，以420r/min速率快速机械搅拌20min，得到含铁污泥。
检测处理前和处理后污泥中内分泌干扰素含量，结果如下：处理前污泥中双酚A浓度为35.1μg/g干泥，壬基酚浓度为42μg/g干泥；经步骤(1)～(4)处理后污泥中双酚A浓度为30.5μg/g干泥，壬基酚浓度为37.5μg/g干泥。
实施例4：
(1)取自长沙市某污水厂的剩余污泥，将污泥的含固率进行调节至6.5％，污泥pH为6.8；
(2)将步骤(1)中的污泥以4.2℃/min的速率升温至51℃，并维持整个处理周期；
(3)将步骤(2)中的污泥的pH值用硫酸调节至3.2，得到酸化污泥；
(4)向步骤(3)中的酸化污泥加入占酸化污泥干重3.6％的过碳酸钠，以420r/min速率快速机械搅拌120min，得到处理后污泥。
检测处理前和处理后污泥中内分泌干扰素含量，结果如下：处理前污泥中双酚A浓度为35.1μg/g干泥，壬基酚浓度为42μg/g干泥；经步骤(1)～(4)处理后污泥中双酚A浓度为23.1μg/g干泥，壬基酚浓度为29μg/g干泥。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将污泥的含固率进行调节；
(2)将步骤(1)中污泥进行升温，并维持整个处理周期；
(3)将步骤(2)中的污泥的pH值用盐酸进行调节，得到酸化污泥；
(4)向步骤(3)中的酸化污泥加入亚微米铁，快速机械搅拌20～22min，得到含铁污泥；
(5)向步骤(4)中的含铁污泥加入过碳酸钠，快速机械搅拌，继续采用磁铁将污泥中剩余亚微米铁进行回收后，得到处理后污泥。
2.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述污泥的含固率调节至6.5～6.8％。
3.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述污泥的温度升至49～51℃。
4.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述污泥的升温速率为4～4.5℃/min。
5.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述污泥的pH值调节至3.2～3.5。
6.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述亚微米铁尺寸为680～730nm。
7.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述亚微米铁投加量占酸化污泥干重的14～16％。
8.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述过碳酸钠投加量占含铁污泥干重的3.6～4.0％。
9.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述快速机械搅拌时间为110～120min。
10.根据权利要求1所述的有效降解污泥中内分泌干扰素的方法，其特征在于：步骤(4)和(5)中，所述快速机械搅拌的速度为400～430r/min。
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