申請日2015.09.30

　　公開(公告)日2016.01.06

　　IPC分類號C02F11/00

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，包括以下步驟：首先向剩余污泥中加入改性粉煤灰，添加比例為每100mL剩余污泥加入2～10g的改性粉煤灰，混合均勻得到污泥漿;用γ射線對污泥漿進(jìn)行輻照處理，破解剩余污泥。本發(fā)明應(yīng)用改性粉煤灰作為破解劑，實(shí)現(xiàn)了其變廢為寶，減少了環(huán)境污染，解決了粉煤灰的處理處置問題，有效降低了剩余污泥的處理成本;在破解過程中，γ射線有效地殺滅了剩余污泥內(nèi)的微生物，大大的提高了污泥細(xì)胞破解速率，有效地節(jié)省了剩余污泥的破解時間，強(qiáng)化了處理效率，破解效果顯著，本發(fā)明破解后的污泥無臭味。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)向剩余污泥中加入改性粉煤灰，添加比例為每100mL剩余污泥加入2～10g的改性 粉煤灰，混合均勻得到污泥漿;

　　(2)用γ射線對污泥漿進(jìn)行輻照處理，破解剩余污泥。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 改性粉煤灰是通過以下步驟制備得來的：將粉煤灰和氫氧化鈉溶液混合，其中粉煤灰和氫氧化 鈉的質(zhì)量摩爾比為1g：(4～20)mmol，攪拌均勻后靜置3～5小時，然后烘干并研磨，得到改 性粉煤灰。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 氫氧化鈉溶液的濃度為4mol/L。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 烘干后研磨至粒徑在2mm以下。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 輻照處理中的輻照劑量為1KGy～10KGy。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 輻照處理中采用60Coγ射線。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 輻照處理的時間為10～60min。

　　說明書

　　γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　本發(fā)明屬于污泥處理領(lǐng)域，涉及一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法。

　　【背景技術(shù)】

　　剩余污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的一種含水率很高(≥97%)的絮狀泥粒，其處理一直是 一個世界性的難題，處置不當(dāng)極易造成環(huán)境二次污染。

　　剩余污泥中大部分有機(jī)物存在于微生物細(xì)胞內(nèi)，半剛性的細(xì)胞壁是一生物難降解惰性物 質(zhì)，起著保護(hù)細(xì)胞的作用，較難破解。采取合適的破解手段，在破解過程可有效地控制污泥胞 內(nèi)有機(jī)物的遷移轉(zhuǎn)化方向，直達(dá)剩余污泥“無害化、資源化”的目的。然而若控制手段失效，將 會對環(huán)境造成嚴(yán)重的后果。鑒于此，我國不少學(xué)者對剩余污泥進(jìn)行了研究。如利用輻照技術(shù)處 理剩余污泥，建立了描述發(fā)酵產(chǎn)氫過程及輻照影響的動力學(xué)模型，王博,中國環(huán)境科學(xué),33， 12;利用輻照技術(shù)與酸堿組合強(qiáng)化剩余污泥破解，采用紅外光譜分析了不同輻照條件對EPS 分子結(jié)構(gòu)的影響，最后結(jié)合活性污泥處理前后EPS的掃描電鏡觀測圖，揭示了γ-射線輻照聯(lián) 合酸堿預(yù)處理對EPS的影響機(jī)制，羅志平，湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，23;利用超聲波-氫氧化鈣聯(lián)合破 解剩余污泥，采用單因素和響應(yīng)曲面分析得出了最佳剩余污泥破解條件，周磊，環(huán)境科學(xué)與技 術(shù)，2014，37，9。上述有關(guān)剩余污泥的破解技術(shù)均具有較好的效果，破解后的剩余污泥脫水 性能明顯改善，但是這些技術(shù)或存在運(yùn)行成本高、或存在添加藥劑的二次污染、或存在破解時 間長等問題，致使較難工業(yè)化推廣應(yīng)用，且破解后含水率始終在60%以上。

　　粉煤灰，電廠廢棄物，現(xiàn)今在中國的排放量超過1億t/年，其內(nèi)含有大量有益成分，但是 目前的利用率甚微;對于輻照技術(shù)，目前除普遍應(yīng)用于食品加工方面對食品進(jìn)行滅菌消毒延長 貨架期外，在環(huán)境上也有大量應(yīng)用，如污水、污泥的殺菌，該技術(shù)不僅成本低，效果好，安全 可靠，而且便于工業(yè)化推廣應(yīng)用。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污 泥的方法，具有成本低，破解效果好以及無二次污染的特點(diǎn)，并能起到殺菌、殺蟲的作用，破 解后污泥脫水效果好。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是：

　　包括以下步驟：

　　(1)向剩余污泥中加入改性粉煤灰，添加比例為每100mL剩余污泥加入2～10g的改性 粉煤灰，混合均勻得到污泥漿;

　　(2)用γ射線對污泥漿進(jìn)行輻照處理，破解剩余污泥。

　　進(jìn)一步地，改性粉煤灰是通過以下步驟制備得來的：將粉煤灰和氫氧化鈉溶液混合，其中 粉煤灰和氫氧化鈉的質(zhì)量摩爾比為1g：(4～20)mmol，攪拌均勻后靜置3～5小時，然后烘干 并研磨，得到改性粉煤灰。

　　進(jìn)一步地，氫氧化鈉溶液的濃度為4mol/L。

　　進(jìn)一步地，烘干后研磨至粒徑在2mm以下。

　　進(jìn)一步地，輻照處理中的輻照劑量為1KGy～10KGy。

　　進(jìn)一步地，輻照處理中采用60Coγ射線。

　　進(jìn)一步地，輻照處理的時間為10～60min。

　　本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)來說，具有以下有益的技術(shù)效果：

　　本發(fā)明提供了一種γ射線聯(lián)合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，γ射線具有操作簡單、效 率高、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn);同時應(yīng)用改性粉煤灰作為破解劑，實(shí)現(xiàn)了其變廢為寶，減少了環(huán)境污 染，有效的解決了粉煤灰的處理處置問題;將制得的改性粉煤灰用于剩余污泥的處理，用以廢 治廢的思路實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)的目的，有效降低了剩余污泥的處理成本。破解后，改性粉煤灰成 分趨于穩(wěn)定，可與泥渣共同制備建材用，這樣則避免添加化學(xué)藥劑的后續(xù)處理及可能存在的二 次污染;在破解過程中，γ射線的引入，有效地殺滅了剩余污泥內(nèi)的微生物，大大的提高了污 泥細(xì)胞破解速率，有效地節(jié)省了剩余污泥的破解時間，強(qiáng)化了處理效率，且破解效果十分顯著， 破解后含水率僅53.9%，破解率可達(dá)25.36%，相對目前的破解率在22%±1左右，有了較大提 升，突破了現(xiàn)有污泥破解后含水率難以降至60%以下的瓶頸，25min內(nèi)就發(fā)生沉降，沉降性能 得到了極好地改善;而且本發(fā)明破解后的污泥無臭味;同時，該工藝操作方便、綠色環(huán)保、安 全可靠，便于工業(yè)化推廣。本發(fā)明方法的效果明顯，可實(shí)現(xiàn)粉煤灰、剩余污泥的無害化減量化， 獲得的剩余污泥上清液含有大量的蛋白質(zhì)等有機(jī)質(zhì)，能夠用于開發(fā)下游產(chǎn)品，獲得的污泥殘?jiān)?經(jīng)過γ射線輻照后，無菌無病毒可放心做建材利用。

　　進(jìn)一步地，本發(fā)明通過采用氫氧化鈉對粉煤灰進(jìn)行改性，激活了粉煤灰中硅鋁等活性成分， 同時堿性基團(tuán)的引入更有利于剩余污泥的破解。