CN112919750A

CN112919750A - 一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法

Info

Publication number: CN112919750A
Application number: CN201911239222.8A
Authority: CN
Inventors: 张永奎; 胡婉蓉; 王雅博
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-08

Abstract

本发明公开了一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法，该方法包括如下步骤：将剩余污泥与二氧化锰以一定比例搅拌均匀后转移至石英烧杯中，再将烧杯放置入微波反应器内。设置微波功率和反应时间，反应结束后，待物料冷却至室温，取出烧杯并收集剩余残渣。本发明利用二氧化锰在微波场下快速升温并释放活性氧的特点，将二氧化锰引入到微波法处理剩余污泥的体系中，以简单的工艺操作实现了剩余污泥快速且高效的减量。

Description

一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法

技术领域

本发明属于污水污泥处理领域，具体涉及一种剩余污泥减量处理的方法。

背景技术

活性污泥法是目前应用最广泛的污水处理方法，但该法会产生大量的固体废弃物，即剩余污泥。剩余污泥附有恶臭，含水率高达80%，且含有大量微生物、有机污染物、重金属等，为目前急需处理的一大污染物。虽然剩余污泥的产量占总污水处理量的比例不大，但是污泥处置费用高达整个污水处理工艺的50%。因此，考虑到经济压力和环境需求，寻找新型高效的剩余污泥减量技术是目前污泥处置领域的一大难点。

污泥减量技术是通过在质量或体积上对污泥进行减量，从而达到污泥处理“稳定化、无害化、减量化、资源化”的要求。目前，对污泥进行减量处理的方法种类繁杂，如臭氧氧化法、超声溶胞法、微波热解技术、热碱法、强化微型动物捕食等。其中，微波技术作为一种新型的物料加热方式，通过微波场中材料分子或原子的相互作用进行能量转化，具有较好的穿透性、选择性加热和温度分布均匀等特点。由于污泥中的水分子是一种极性分子，介电常数较大，对微波具有较强的吸收能力，因此污泥可以在微波辐射下于短时间内快速升温热解。现有技术CN 106186612 A公开了一种微波法处理污泥的技术，首先通过200-300 ℃的热处理污泥，再将污泥经微波处理，可以有效地降低污泥的含水率。但该方法使用传统加热进行预处理，处理程序复杂且增加能耗。

二氧化锰是一种强微波吸收剂，可以在微波场下快速升温，同时脱氧转变成低价锰氧化物，所产生的活性氧具有强氧化性，可以氧化降解污泥中的还原性物质。因此，本发明将往污泥中添加二氧化锰作为微波吸收剂和氧化剂，使污泥更均匀快速地热解，减少工艺步骤，强化污泥减量效率。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷和不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种简单的微波工艺，高效减量污泥，并同时具有能耗低、工艺简单、处理速度快的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法，具体操作如下：

（1）将剩余污泥和二氧化锰以一定比例搅拌均匀后，得到固体混合物；

（2）将步骤（1）所得的固体混合物转移至石英容器中，并放置进微波反应装置内，设置反应的功率和时间，开始反应；

（3）反应结束后待装置冷却，取出烧杯并收集剩余的物料残渣。

可选地，在步骤（1）中，所使用的剩余污泥含水率为75-85%。

可选地，在步骤（1）中，剩余污泥和二氧化锰的比例为2:1-8:1（质量比）。

可选地，在步骤（2）中，微波反应的功率为500-1000 W，反应的时间为30-60 min。

本发明的创新之处和有益效果是：

本发明利用二氧化锰在微波场下快速升温并释放活性氧的特点，首次将二氧化锰引入到微波法处理剩余污泥的体系中，以简单的工艺操作实现了剩余污泥快速且高效的减量。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面结合实施实例对本发明作进一步地详细说明。但需要特别说明的是，实施实例仅用于对本发明进行进一步说明，本发明要求保护的范围并不局限于此。

实施实例1：

将20 g剩余污泥（含水率78%）与1g二氧化锰（纯度大于90%）搅拌均匀并转移至石英烧杯中，再将烧杯放置入微波反应器内。设置微波功率1000 W，反应时间60 min。反应结束后，待物料冷却至室温，取出烧杯并收集剩余残渣。

通过本工艺处理的剩余污泥，其总悬浮固体（TSS）去除率达到47.01%，挥发性悬浮固体（VSS）去除率达到92.32%。

实施实例2：

将20 g剩余污泥（含水率78%）与2 g二氧化锰（纯度大于90%）搅拌均匀并转移至石英烧杯中，再将烧杯放置入微波反应器内。设置微波功率1000 W，反应时间60 min。反应结束后，待物料冷却至室温，取出烧杯并收集剩余残渣。

通过本工艺处理的剩余污泥，其总悬浮固体（TSS）去除率达到52.46%，挥发性悬浮固体（VSS）去除率达到92.54%。

Claims

1.一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

（3）反应结束后待装置冷却，取出并收集剩余的物料残渣。

2.根据权利要求1所述的一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法，其特征在于步骤（1）中的污泥含水率为75-85%，但不仅限于该含水率，任何含水率低于90%的剩余污泥都适用于该法。

3.根据权利要求1所述的一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法，其特征在于步骤（1）中使用二氧化锰，但不仅限于二氧化锰，任何具有微波吸收性能并可以使污泥减量的锰氧化物及含有二氧化锰的复合物都应包含在内，例如软锰矿。

4.根据权利要求1所述的一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法，其特征在于步骤（1）中剩余污泥和二氧化锰的比例为2:1-8:1（质量比），但不仅限于该比例，任何往微波处理污泥的体系中引入二氧化锰的技术都应包含在内。

5.根据权利要求1所述的一种微波耦合二氧化锰处理剩余污泥的方法，其特征在于步骤（2）中微波反应的功率为500-1000 W，反应的时间为30-60 min。