CN113087336A - 一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，所述方法具体包括以下步骤：S1：将铁基催化剂和污泥注入反应釜中，所述铁基包括铁矿和NaOH；S2：将反应釜维持在250～280℃，40～60分钟后获得湿式氧化后的泥浆。与现有技术相比，本发明可以使污泥的总COD去除率可以提高15％以上，反应后污泥的脱水性能得到进一步改善，实现同等处理目标的情况下也可使得能耗更低，费用更省。

Description

一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，尤其是涉及一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法。
背景技术
污水处理过程中，近70％的污染物会转化或转移到污泥中，因此污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分。污泥采用湿式氧化法处理，可实现稳定化、减量化、资源化。
湿式氧化法是在高温(150-320℃)和高压(0.5-10MPa)条件下，以空气或氧气为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO2和H2O等无机物或小分子有机物的方法。该方法对于处理高浓度有机废水以及含有有毒物质、难以生物降解物质的废水和污泥具有显著成效。与传统的生物处理方法相比，湿式氧化法具有高效、节能和无二次污染等优点，已被广泛应用于石油、化工、制药工业废水、城市污泥等的处理中。
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的污泥湿式氧化处理方法的能耗大、耗时长且处理效率低而导致运行成本高的缺陷，提供一种基于铁基催化剂湿式氧化处理污泥的方法，以实现能耗降低，处理效率更高。
专利CN109867428A公开了一种污泥分质处理处置的方法，包括：S1：将原污泥输送至低温热水解反应器中，并向低温热水解反应器中通入步骤S5产生的回流液，进行低温热水解反应后获得水解后的均质污泥；S2：将均质污泥输送至高固体厌氧消化反应器进行高固体厌氧消化反应，排放出消化污泥；S3：将消化污泥输送至湿式催化空气氧化反应器，并加入催化剂，进行湿式催化空气氧化反应，获得矿化污泥；S4：将矿化污泥输送至脱水设备，分离固相和水分，分别获得无机污泥和脱出夜；S5：将脱出液进行脱氨处理，获得回流液，将该回流液输送至步骤S1中的低温热水解反应器，步骤S3中的催化剂为过渡金属盐或过渡金属氧化物；进一步地，步骤S3中的催化剂为铁系催化剂。本申请与该专利的不同之处在于，该专利仅采用氢氧化物碱作为催化剂，本申请的特点是增加了铁基催化剂，混合组成了一种新型的复合型催化剂，催化效果更好。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，可以使污泥的总COD去除率可以提高15％以上，反应后污泥的脱水性能得到进一步改善，实现同等处理目标的情况下也可使得能耗更低，费用更省。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，所述方法具体包括以下步骤：
S1：将铁基催化剂和污泥注入反应釜中，所述铁基包括铁矿和NaOH；
S2：将反应釜维持在250～280℃，40～60分钟后获得湿式氧化后的泥浆。
步骤S1中，所述铁矿和NaOH的重量比为10:(1～2)。
优选地，所述铁矿和NaOH的重量比为10:1.5。
步骤S1中，所述铁矿选自针铁矿或纤铁矿中的一种或多种混合。
所述针铁矿或纤铁矿均呈粉末状。
所述针铁矿或纤铁矿的粒度均在200目以下。
步骤S1中，污泥的含水率为80～95wt％。
优选地，污泥的含水率为80～82wt％。
步骤S1中，每吨污泥的催化剂添加量为0.1～0.5wt％。
优选地，每吨污泥的催化剂添加量为0.2～0.3wt％。
优选地，步骤S2中，将反应釜维持在260～280℃，湿式氧化60分钟。
本发明采用铁矿和NaOH作为催化湿式氧化反应的催化剂，铁矿中含有的氢氧化铁具有催化作用，有利于污染物的降解，NaOH促进了污泥中微生物的细胞溶解；该催化剂的两种组分发生催化作用，可以相互促进，进而可实现污泥的高效催化热水解反应的发生。在高温(250～280℃)下，工业污泥中的有机物发生催化湿式氧化反应，生成二氧化碳和水，实现工业污泥的无害化、减量化处理。此外，反应后的固体容易与液体分离，固体催化剂可以重复利用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在同等的反应条件下，与未使用该催化剂的湿式氧化处理过程相比，该催化剂的添加可以实现总COD去除率提高15％以上，反应后污泥的脱水性能得到进一步改善，反应后污泥经板框脱水的含水率可以达到50％以下；实现同等处理目标的情况下也可使得能耗更低，费用更省。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
实施例1
一种制药污泥含水率为82wt％左右(该制药污泥的主要成分是微生物有机体及其吸附的有机污染物，以及一些无机残渣)，采用基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法进行处理，具体为：
采用针铁矿石磨碎至200目的粉末状，添加15％重量比的NaOH，混合得到催化剂，然后将催化剂按照每吨污泥0.2wt％催化剂的添加量添加入制药污泥中，并将两者都注入到反应釜中，将反应釜升温至260℃，发生湿式氧化反应，60分钟后结束湿式氧化处理过程，总COD去除率为75％，反应后污泥经板框脱水的含水率可以达到50％以下。与未使用该催化剂的湿式氧化处理过程相比，总COD去除率可以提高15％以上，反应后污泥的脱水性能得到进一步改善，实现同等处理目标的情况下也可使得能耗更低，费用更省。
实施例2
一种化工污泥含水率为80％左右，采用基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法进行处理，具体为：
采用纤铁矿石磨碎至200目的粉末状，添加15％重量比的NaOH，混合得到催化剂，然后将催化剂按照每吨污泥0.3wt％催化剂的添加量添加入化工污泥中，并将两者都注入到反应釜中，将反应釜升温至280℃，发生湿式氧化反应，60分钟后结束湿式氧化处理过程，总COD去除率为70％，反应后污泥经板框脱水的含水率可以达到40％。与未使用该催化剂的湿式氧化处理过程相比，总COD去除率可以提高15％以上，反应后污泥的脱水性能得到进一步改善，实现同等处理目标的情况下也可使得能耗更低，费用更省。
实施例3
一种制药污泥含水率为95wt％左右(该制药污泥的主要成分是微生物有机体及其吸附的有机污染物，以及一些无机残渣)，采用基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法进行处理，具体为：
采用针铁矿石磨碎至100目的粉末状，添加20％重量比的NaOH，混合得到催化剂，然后将催化剂按照每吨污泥0.1wt％催化剂的添加量添加入制药污泥中，并将两者都注入到反应釜中，将反应釜升温至280℃发生湿式氧化反应，40分钟后结束湿式氧化处理过程。与未使用该催化剂的湿式氧化处理过程相比，总COD去除率可以提高15％以上，反应后污泥的脱水性能得到进一步改善，实现同等处理目标的情况下也可使得能耗更低，费用更省。
实施例4
一种化工污泥含水率为80％左右，采用基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法进行处理，具体为：
采用纤铁矿石磨碎至150目的粉末状，添加10％重量比的NaOH，混合得到催化剂，然后将催化剂按照每吨污泥0.5wt％催化剂的添加量添加入化工污泥中，并将两者都注入到反应釜中，将反应釜升温至250℃发生湿式氧化反应，55分钟后结束湿式氧化处理过程。与未使用该催化剂的湿式氧化处理过程相比，总COD去除率可以提高15％以上，反应后污泥的脱水性能得到进一步改善，实现同等处理目标的情况下也可使得能耗更低，费用更省。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
S1：将铁基催化剂和污泥注入反应釜中，所述铁基包括铁矿和NaOH；
S2：将反应釜维持在250～280℃，40～60分钟后获得湿式氧化后的泥浆。
2.根据权利要求1所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，步骤S1中，所述铁矿和NaOH的重量比为10:(1～2)。
3.根据权利要求2所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，所述铁矿和NaOH的重量比为10:1.5。
4.根据权利要求1所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，步骤S1中，所述铁矿选自针铁矿或纤铁矿中的一种或多种混合。
5.根据权利要求4所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，所述针铁矿或纤铁矿均呈粉末状。
6.根据权利要求5所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，所述针铁矿或纤铁矿的粒度均在200目以下。
7.根据权利要求1所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，步骤S1中，污泥的含水率为80～95wt％。
8.根据权利要求1所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，步骤S1中，每吨污泥的催化剂添加量为0.1～0.5wt％。
9.根据权利要求8所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，每吨污泥的催化剂添加量为0.2～0.3wt％。
10.根据权利要求1所述的一种基于铁基催化剂湿式氧化法处理污泥的方法，其特征在于，步骤S2中，将反应釜维持在260～280℃，湿式氧化60分钟。
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