本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種臭氧-羥基自由基聯(lián)合催化氧化污泥調(diào)理方法。
背景技術(shù)：
污泥是一種固液混合的物質(zhì)，在沒(méi)有外力干預(yù)的情況下，其固液比相對(duì)穩(wěn)定。污泥的性質(zhì)是易于腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，比重較小(約1.02-1.06)，含水率高且不易脫水，屬于膠裝結(jié)構(gòu)親水物質(zhì)。
我國(guó)市政污水廠污泥的特點(diǎn)為：1)污泥量大、污水廠規(guī)模大、污泥產(chǎn)生集中；2)有機(jī)質(zhì)含量低、泥沙含量大；3)不同地區(qū)泥質(zhì)差異大。截止2015年全國(guó)污水處理量為784億噸，污泥產(chǎn)生量為3400萬(wàn)噸(含水率80％)，若這些污泥得不到妥善處理，將對(duì)環(huán)境造成極大的威脅，削弱污水處理的環(huán)境效益。
市政污水廠的剩余污泥含水率為92％-99.5％之間，若將其含水率降至60％(進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)衛(wèi)生填埋的含水率要求)，傳統(tǒng)的處理工藝為板框壓濾機(jī)壓濾，但壓濾之前必須進(jìn)行污泥泥質(zhì)的調(diào)理，破壞胞外聚合物和細(xì)胞壁，使污泥中受束縛的結(jié)合水釋放成自由水，改變污水中水分的存在形式；構(gòu)建污泥脫水過(guò)程中的濾水通道，從而使得泥餅壓榨階段，污泥脫水更加流暢，保證了泥餅含水率的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
傳統(tǒng)的調(diào)理方法為投加三氯化鐵和石灰石工藝，該工藝的主要缺點(diǎn)是：
(1)改調(diào)理系統(tǒng)導(dǎo)致系統(tǒng)的處理能力降低，其一是該調(diào)理過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，致使一個(gè)脫水板次周期較長(zhǎng)，其二是調(diào)理中使用的白灰導(dǎo)致污泥量增加，有效處理量降低；
(2)加藥量大，假藥事件比較長(zhǎng)，加藥勞動(dòng)量較大；
(3)石灰的投加量印尼污泥增量為25-35％，導(dǎo)致其后期處置費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)用高，石灰特異性導(dǎo)致其投加困難，工作場(chǎng)所揚(yáng)塵大，工作強(qiáng)度大，同時(shí)石灰產(chǎn)業(yè)屬于國(guó)家限制行業(yè)，石灰的生產(chǎn)耗能大、破壞山體，可以預(yù)見(jiàn)其價(jià)格將越來(lái)越高；
(4)三氯化鐵對(duì)設(shè)備和管道的腐蝕性較強(qiáng)，同時(shí)也會(huì)造成一定程度的污泥增量；
(5)PAM和石灰的投加容易造成濾布堵塞，影響其透水性能和使用壽命，同時(shí)增加清洗頻次，工作勞動(dòng)強(qiáng)度大；
(6)由于污泥調(diào)理中使用了大量的石灰，限制了其后續(xù)處置和資源化利用。
(7)運(yùn)行費(fèi)用較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種臭氧-羥基自由基聯(lián)合催化氧化污泥調(diào)理方法，可以大幅度較少污泥調(diào)理劑的用量，使污泥脫水流暢，保證濾餅含水率的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，提高系統(tǒng)的處理能力，降低處理費(fèi)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種臭氧-羥基自由基聯(lián)合催化氧化污泥調(diào)理方法，包括以下步驟：
(1)將含水率92％-99.5％的污泥置于第一反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重33.3-66.7％的質(zhì)量濃度為30％的七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液，攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)，此時(shí)溶液的pH為3.0-5.0；所述七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液的制備方法為：將七水硫酸亞鐵和氨基磺酸按10:(0.5-1)的重量比混合，加水配制成質(zhì)量濃度為30％的溶液；
(2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物置于第二反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重3％-10％的質(zhì)量濃度為27％-30％的液態(tài)雙氧水溶液，攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)污泥氧化破壁；
(3)步驟(2)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入強(qiáng)化反應(yīng)槽，強(qiáng)化反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有曝氣系統(tǒng)，進(jìn)行曝氣處理，實(shí)現(xiàn)污泥進(jìn)一步氧化破壁；
(4)步驟(3)處理后的污泥產(chǎn)物進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，得到含水率為50-62％的泥餅。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣處理是每隔1～2h曝氣處理20～30min，所需曝氣時(shí)間根據(jù)后續(xù)處理能力而定。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述步驟(4)中曝氣系統(tǒng)內(nèi)的氣體是由低溫等離子體反應(yīng)器放出，所述低溫等離子體反應(yīng)器是由5臺(tái)并聯(lián)組成，5臺(tái)全開(kāi)時(shí)的功率為11KW，根據(jù)污泥處理的量來(lái)確定開(kāi)幾臺(tái)。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述氣體中含有空氣、臭氧、羥基自由基和自由電子。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述板框壓濾機(jī)的進(jìn)泥壓力為0.6-1.0MPa，壓榨壓力1.0-1.5MPa
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述低溫等離子設(shè)備還配套有冷干機(jī)一臺(tái)，以保證最佳氧化效果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
第一，本發(fā)明所添加的污泥調(diào)理劑調(diào)理劑七水硫酸亞鐵、氨基磺酸和液態(tài)雙氧水溶液中所含有的額Fe2+和H2O2，H2O2被Fe2+催化分解成羥基自由基(·OH)，并引發(fā)連鎖反應(yīng)從而產(chǎn)生更多的其他自由基，所產(chǎn)生的羥基自由基具有較強(qiáng)的氧化性，能破壞胞外聚合物和細(xì)胞壁，使污泥中受束縛的結(jié)合水釋放成自由水，改變污泥中水分的存在形式，構(gòu)建污泥脫水過(guò)程中的濾水通道，從而使污泥脫水更加流暢，保證了泥餅含水率的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
第二，調(diào)理后的污泥進(jìn)入強(qiáng)化反應(yīng)槽，反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有曝氣系統(tǒng)，氣體來(lái)自低溫等離子體反應(yīng)器，該氣體含有空氣、臭氧、羥基自由基和自由電子等成分，能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)污泥氧化破壁效果，同時(shí)達(dá)到同樣效果的前提下，可以降低前兩種藥劑的使用量。尤其是針對(duì)已經(jīng)厭氧的污泥，可以大幅減少藥劑的使用量。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
一種臭氧-羥基自由基聯(lián)合催化氧化污泥調(diào)理方法，包括以下步驟：
(1)將含水率92％的污泥置于第一反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重33.3％的質(zhì)量濃度為30％的七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液，攪拌機(jī)200r/min攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)，反應(yīng)后污泥的pH為5.5；所述七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液的制備方法為：將七水硫酸亞鐵和氨基磺酸按10:0.5的重量比混合，加水配制成質(zhì)量濃度為30％的溶液；
(2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物置于第二反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重3％的質(zhì)量濃度為27％的液態(tài)雙氧水溶液，攪拌機(jī)200r/min攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)；
(3)步驟(2)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入強(qiáng)化反應(yīng)槽，強(qiáng)化反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有曝氣系統(tǒng)，進(jìn)行曝氣處理，曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣處理是每隔1h曝氣處理20min，共曝氣處理1h，實(shí)現(xiàn)污泥氧化破壁；曝氣系統(tǒng)內(nèi)的氣體是由低溫等離子體反應(yīng)器放出，氣體中含有空氣、臭氧、羥基自由基和自由電子，所述低溫等離子體反應(yīng)器是由5臺(tái)并聯(lián)組成，5臺(tái)全開(kāi)時(shí)的功率為11KW，根據(jù)污泥處理的量來(lái)確定開(kāi)幾臺(tái)，改強(qiáng)化反應(yīng)槽內(nèi)還配套有冷干機(jī)一臺(tái)，以保證最佳氧化效果；
(4)步驟(3)處理后的污泥產(chǎn)物進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，板框壓濾機(jī)的工作壓力為0.8MPa，壓榨壓力位1.2MPa，得到含水率為50％的泥餅，濾出液的PH值為6.1
實(shí)施例2：
一種臭氧-羥基自由基聯(lián)合催化氧化污泥調(diào)理方法，包括以下步驟：
(1)將含水率95.75％的污泥置于第一反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重50％的質(zhì)量濃度為30％的七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液，攪拌機(jī)275r/min攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)，反應(yīng)后污泥的pH值為4.5；所述七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液的制備方法為：將七水硫酸亞鐵和氨基磺酸按10:0.75的重量比混合，加水配制成質(zhì)量濃度為30％的溶液；
(2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物置于第二反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重5％的質(zhì)量濃度為28.5％的液態(tài)雙氧水溶液，攪拌機(jī)275r/min攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)；
(3)步驟(2)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入強(qiáng)化反應(yīng)槽，強(qiáng)化反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有曝氣系統(tǒng)，進(jìn)行曝氣處理，曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣處理是每隔1.5h曝氣處理25min，共曝氣處理10.5h，實(shí)現(xiàn)污泥氧化破壁；曝氣系統(tǒng)內(nèi)的氣體是由低溫等離子體反應(yīng)器放出，氣體中含有空氣、臭氧、羥基自由基和自由電子，所述低溫等離子體反應(yīng)器是由5臺(tái)并聯(lián)組成，5臺(tái)全開(kāi)時(shí)的功率為11KW，根據(jù)污泥處理的量來(lái)確定開(kāi)幾臺(tái)，改強(qiáng)化反應(yīng)槽內(nèi)還配套有冷干機(jī)一臺(tái)，以保證最佳氧化效果；
(4)步驟(3)處理后的污泥產(chǎn)物進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，板框壓濾機(jī)的工作壓力為0.9MPa，壓榨壓力位1.1MPa，得到含水率為56％的泥餅，濾出液的PH值為6.5。
實(shí)施例3：
一種臭氧-羥基自由基聯(lián)合催化氧化污泥調(diào)理方法，包括以下步驟：
(1)將含水率99.5％的污泥置于第一反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重66.7％的質(zhì)量濃度為30％的七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液，攪拌機(jī)350r/min攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)，反應(yīng)后污泥的pH值為5.5；所述七水硫酸亞鐵和氨基磺酸的混合溶液的制備方法為：將七水硫酸亞鐵和氨基磺酸按10:1的重量比混合，加水配制成質(zhì)量濃度為30％的溶液；
(2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物置于第二反應(yīng)槽內(nèi)，加入相對(duì)于污泥干重7％的質(zhì)量濃度為30％的液態(tài)雙氧水溶液，攪拌機(jī)350r/min攪拌均勻，進(jìn)行混合反應(yīng)；
(3)步驟(2)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入強(qiáng)化反應(yīng)槽，強(qiáng)化反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有曝氣系統(tǒng)，進(jìn)行曝氣處理，曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣處理是每隔2h曝氣處理30min，共曝氣處理20h，實(shí)現(xiàn)污泥氧化破壁；曝氣系統(tǒng)內(nèi)的氣體是由低溫等離子體反應(yīng)器放出，氣體中含有空氣、臭氧、羥基自由基和自由電子，所述低溫等離子體反應(yīng)器是由5臺(tái)并聯(lián)組成，5臺(tái)全開(kāi)時(shí)的功率為11KW，根據(jù)污泥處理的量來(lái)確定開(kāi)幾臺(tái)，改強(qiáng)化反應(yīng)槽內(nèi)還配套有冷干機(jī)一臺(tái)，以保證最佳氧化效果；
(4)步驟(3)處理后的污泥產(chǎn)物進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，板框壓濾機(jī)的工作壓力為0.7MPa，壓榨壓力位1.0MPa，得到含水率為62％的泥餅，濾出液的PH值為7.1。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定專(zhuān)利的保護(hù)范圍。