贵阳将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水方

本发明公开了一种将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，包括以下步骤：(1)对活性炭进行预处理;(2)调节污泥pH至2～3，得到酸性污泥;(3)向酸性污泥中加入铁粉与活性炭，搅拌均匀，进行微电解反应;(4)然后投加H2O2，搅拌均匀，进行Fenton反应。将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水，与其他方法相比，污泥的脱水效率得到较好的提高;适当的微电解处理有利于污泥破解，利用微电解反应后生成的Fe2+，与投加H2O2后形成Fenton试剂，减少了铁粉的用量，更有效破坏污泥絮体及EPS结构，改善脱水性能。该方法具有处理效果好，成本低廉、利于污泥破解等优点。

　　权利要求书

　　1.一种将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

　　(1)对活性炭进行预处理：将活性炭在污泥样品中浸泡达到吸附饱和状态，然后将活性炭在室温下自然风干以备用;

　　(2)调节污泥pH值至2～3，得到酸性污泥;

　　(3)向酸性污泥中加入铁粉与步骤(1)处理后的活性炭，搅拌均匀，进行铁碳微电解反应，反应时间为15～90min;其中，以污泥的加入量为基准，铁粉的投加量为0.6g/L～1.2g/L;

　　(4)然后投加H2O2，搅拌均匀，进行Fenton反应，反应时间为45～60min;其中，以污泥的投加量为基准，H2O2投加量为4.2g/L～4.8g/L。

　　2.根据权利要求1所述的将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，其特征在于，步骤(2)中调节污泥pH值至2.5;

　　步骤(3)中铁碳微电解反应的时间为30min，铁粉投加量为1.2g/L;

　　步骤(4)中H2O2投加量为4.2g/L，Fenton反应的时间为45min。

　　3.根据权利要求1所述的将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，其特征在于，在步骤(2)之前对污泥进行冷藏处理，具体为：

　　将污泥在4℃进行冷藏，随后自然沉降24h，倾去上清液，得到沉降后的污泥。

　　4.根据权利要求1所述的将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，其特征在于，步骤(2)中的污泥来自污水处理厂二沉池的剩余污泥。

　　5.根据权利要求1所述的将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，其特征在于，步骤(1)中的吸附饱和时间为24h。

　　6.根据权利要求1所述的将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，其特征在于，步骤(2)中采用硫酸和氢氧化钠调节pH值。

　　7.根据权利要求1所述的将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，其特征在于，步骤(3)中铁粉与活性炭质量比为1:1。

　　说明书

　　一种将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法

　　技术领域

　　本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法。

　　背景技术

　　随着我国城镇化水平的不断提高，污水处理设施和处理方法在不断改进和更新，截止到2016年年末，全国所有城市共建成污水处理厂2039座，污水厂日处理能力达1.49亿m3，为我国实现减排目标，完成污染控制工作做出了很大贡献。但是，伴随着污水处理厂的建成运行，会有大量剩余污泥的产生，以含水率80%计，每年全国污泥总产量将突破3500万吨，预计到2020年，污泥总产生量将突破6000万吨。大量的剩余污泥如果没有得到有效处理，污泥中的污染物将会转移到大气、水体和土壤中，造成对环境的二次污染，将直接影响人类健康。因此，有必要对污泥进行恰当的处理与处置。

　　铁碳微电解技术主要基于电极材料在溶液中形成的原电池，电极表面的电化学反应和其他反应，从而使大分子有机物或环状有机物的断链开环，进而改善废水的可生化性。到目前为止，国内外已经有很多学者对用铁碳微电解技术来处理废水进行了大量的研究，但铁碳微电解技术是否可以改善污泥的脱水性能还鲜有报道。

　　此外，传统的铁碳微电解使用时间较长时，铁由于被消耗导致粒度变小，填料逐渐压实，而粒度变小的铁屑又容易与大颗粒物接触、粘连，导致填料无法与处理目标良好的接触，从而降低材料使用率和反应处理效率。

　　芬顿(Fenton)技术是应用最普遍的高级氧化技术之一，反应主要基于Fe2+催化过氧化氢(H2O2)生成·OH(氧化电位为2.80V)。由于·OH的强氧化能力，Fenton工艺通常应用于废水的预处理或后处理中，能有效地氧化去除传统水处理工艺难以除去的难降解有机污染物。然而，传统芬顿法的缺点是需要大量额外的H2O2和Fe2+来保持·OH的产生。

　　发明内容

　　本发明的目的在于提供一种将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，避免了微电解反应后粒度小的铁屑与大的颗粒物接触，降低铁颗粒之间的硬化和堵塞，提高了微电解反应效率，同时克服了传统芬顿法中需要大量外加H2O2和Fe2+的缺点。

　　本发明是通过以下技术方案来实现：

　　一种将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，包括以下步骤：

　　(1)对活性炭进行预处理：将活性炭在污泥样品中浸泡达到吸附饱和状态，然后将活性炭在室温下自然风干以备用;

　　(2)调节污泥pH值至2～3，得到酸性污泥;

　　(3)向酸性污泥中加入铁粉与步骤(1)处理后的活性炭，搅拌均匀，进行铁碳微电解反应，反应时间为15～90min;其中，以污泥的加入量为基准，铁粉的投加量为0.6g/L～1.2g/L;

　　(4)然后投加H2O2，搅拌均匀，进行Fenton反应，反应时间为45～60min;其中，以污泥的投加量为基准，H2O2投加量为4.2g/L～4.8g/L。

　　进一步地，步骤(2)中调节污泥pH值至2.5;

　　步骤(3)中铁碳微电解反应的时间为30min，铁粉投加量为1.2g/L;

　　步骤(4)中H2O2投加量为4.2g/L，Fenton反应的时间为45min。

　　进一步地，在步骤(2)之前对污泥进行冷藏处理，具体为：

　　将污泥在4℃进行冷藏，随后自然沉降24h，倾去上清液，得到沉降后的污泥。

　　进一步地，步骤(2)中的污泥来自污水处理厂二沉池的剩余污泥。

　　进一步地，步骤(1)中的吸附饱和时间为24h。

　　进一步地，步骤(2)中采用硫酸和氢氧化钠调节pH值。

　　进一步地，步骤(3)中铁粉与活性炭质量比为1:1。

　　与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

　　本发明公开的将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水的方法，采用微电解-Fenton法对剩余污泥进行处理，该方法具有处理效果好，成本低廉、利于污泥破解等优点。对活性炭进行预处理，避免活性炭吸附效果对实验的影响;在微电解条件下，进行Fenton氧化反应，铁粉投加量与Fenton反应时间较单独调理污泥的最佳条件均减小。由图9～11可知联合处理后污泥蛋白质、多糖含量较原污泥分别减少了46.8%、20.6%，DDSCOD较原泥增加了10.1%，污泥泥饼含水率为69%，SRF值为2.687×1012m/k，脱水性能达到最好。将铁碳微电解与Fenton法联用进行污泥脱水，与其他方法相比，污泥的脱水效率得到较好的提高;适当的微电解处理有利于污泥破解，利用微电解反应后生成的Fe2+，与投加H2O2后形成Fenton试剂，避免了微电解反应后粒度小的铁屑与大的颗粒物接触，降低铁颗粒之间的硬化和堵塞，提高了微电解反应效率，减少了铁粉的用量，更有效破坏污泥絮体及EPS结构，改善脱水性能。

　　进一步，经过实验，确定出联合反应的最佳反应条件为：铁粉投加量1.2g/L，铁碳微电解反应的时间为30min，Fenton反应时间为45min，H2O2投加量为4.2g/L。在此反应条件下，污泥的脱水效率最好。

　　进一步，因为污泥取回后，不一定能够及时进行实验，所以污泥需要进行冷藏处理，可以防止污泥变质。

　　进一步，经过实验，铁碳质量比选取1：1，此比例下污泥的脱水效果良好。