申請日2015.09.18
公開(公告)日2016.01.06
IPC分類號C04B33/132; C02F1/461
摘要
一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，本發(fā)明涉及污泥固體廢物的資源化處置。本發(fā)明要解決剩余污泥利用率低的技術(shù)問題。方法：一、制備絕干污泥粉末;二、制備生料球;三、焙燒。本發(fā)明將剩余污泥陶粒作為粒子電極載體，利用熱分解法在其表面負(fù)載Sb-SnO2催化劑，形成負(fù)載Sb-SnO2剩余污泥基污泥陶粒粒子電極。本發(fā)明制成多孔的剩余污泥陶粒，降低了污泥的處置費(fèi)用，其負(fù)載Sb-SnO2后成為性能優(yōu)良的粒子電極載體，應(yīng)用于印染廢水處理，提高了處理效率，降低了污水處理成本。本發(fā)明用于制備剩余污泥基粒子電極載體。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于該方法具體是按照以下步驟 進(jìn)行的：
一、將機(jī)械脫水后的剩余污泥干燥至絕干污泥，然后粉碎，采用孔徑為100目的篩子 過篩，得到絕干污泥粉末;
二、將步驟一得到的絕干污泥粉末和蒙脫石混合均勻，然后加水?dāng)嚭椭瞥缮锨颍?后室溫干燥;
三、將步驟二處理后的生料球放入馬弗爐中預(yù)熱，然后升溫至焙燒溫度，焙燒，然后 冷卻，得到剩余污泥基粒子電極載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 一中干燥溫度為105℃，干燥時間為24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 一中采用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，粉碎時間為1min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 二中按照質(zhì)量份數(shù)，絕干污泥粉末為60～80份，蒙脫石為20～40份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 二中蒙脫石的尺寸為1000目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 二中生料球的直徑為4～6mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 二中室溫干燥24h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 三中預(yù)熱溫度為400℃，預(yù)熱時間為0.5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步驟 三中焙燒溫度為1050～1150℃，焙燒時間為1h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，其特征在于步 驟三中焙燒溫度為1100℃。
說明書
一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污泥固體廢物的資源化處置。
背景技術(shù)
近年來，我國城鎮(zhèn)污水處理廠污水污泥(以下簡稱污泥)產(chǎn)量隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增 加而迅速增加。污泥是污水處理廠污水處理的副產(chǎn)品，其成分極其復(fù)雜，通常是由有機(jī)殘 片、無機(jī)顆粒、細(xì)菌菌體、膠體等組成的非均質(zhì)體，其基本成分及含量主要取決于污水來 源及處理工藝。由于它具有容量大、不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭、有毒有害的特點(diǎn)，如果不 加處理，任意地排放，將會引起嚴(yán)重的二次污染。作為一種具有巨大環(huán)境污染危害的廢棄 物，污泥如何妥善處理處置已經(jīng)成為公眾關(guān)注的環(huán)境問題。在我國，常用的污泥處置方式 有如下幾種：污泥直接填埋、污泥農(nóng)田利用、污泥焚燒干化和污泥熱處理、污泥堆肥以及 污泥海洋傾倒等。這些處置方式并不能阻止污染，而且容易造成二次污染。對污泥進(jìn)行減 量化和資源化，不僅能實現(xiàn)物質(zhì)的充分利用、變廢為寶，而且能促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建立和可 持續(xù)發(fā)展。因此，探討污泥治理，特別是常見是剩余污泥的減量化、無害化和資源化具有 重要的現(xiàn)實意義。
通過對我國城市污泥主要化學(xué)成分分析發(fā)現(xiàn)，其中含有的SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3，CaO， MgO的含量和粘土的成分相似，其配比滿足燒制陶粒的要求。如中國專利CN102503505A 公開了一種污泥燒制陶粒的方法，將生活污泥脫水后與粘土按照1:1混合制得強(qiáng)度高和比 表面積大的污泥陶粒，可用于污水處理中生物載體的生物陶粒;專利CN103130489A公 開了一種利用污水廠污泥制備陶粒的技術(shù)，按照重量比，污泥:粉煤灰:粘土=4:5:2制得污 泥陶粒，具有密度小，強(qiáng)度高，保溫，隔熱，抗震等性能可以取代普通砂石，配制輕集料 混凝土;專利CN101565297A公開了一種利用污水廠污泥制備陶粒的技術(shù)，原料按照重 量份為：干化污泥10-35份，轉(zhuǎn)爐鋼渣10-25份，粘土30-80份制得的超輕陶粒，具有輕 質(zhì)，強(qiáng)度高，吸水率小，比表面積大等特點(diǎn)，可用于污水處理的填料和建筑材料。上述各 個專利中干化污泥的所占比例都不超過50%，污泥利用率不高，且常常需要三種原料， 本專利中污泥陶粒所占比例為60-80%，污泥利用率高，且只需要兩種原料，制備工藝相 對簡單。
三維電極反應(yīng)器有單極性和復(fù)極性之分。而復(fù)極性反應(yīng)器床層填充高阻抗粒子，通過 在主電極上施加外電壓，以靜電感應(yīng)使粒子一端成為陰極，另一端為陽極的粒子電極，這 樣床層中可形成無數(shù)微小的電解池，從而大大增加了電解槽的有效電極面積，并縮短了污 染物到達(dá)電極表面的距離，實現(xiàn)了高效低耗地處理廢水的目的。尋找既有一定阻抗又可導(dǎo) 電的粒子是目前研究熱點(diǎn)，最新研究結(jié)果表明，選用高阻抗粒子，通過浸漬-焙燒法在其 表面負(fù)載Sb摻雜SnO2滿足上述條件。而污泥陶粒也是高阻抗粒子，而且比表面積大， 利于負(fù)載催化劑。目前尚未見污泥陶粒作為催化劑載體公開報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決剩余污泥利用率低的技術(shù)問題，而提供一種剩余污泥基粒子電極載體的 制備方法。
一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的：
一、將機(jī)械脫水后的剩余污泥干燥至絕干污泥，然后粉碎，采用孔徑為100目的篩子 過篩，得到絕干污泥粉末;
二、將步驟一得到的絕干污泥粉末和蒙脫石混合均勻，然后加水?dāng)嚭椭瞥缮锨颍?后室溫干燥;
三、將步驟二處理后的生料球放入馬弗爐中預(yù)熱，然后升溫至焙燒溫度，焙燒，然后 冷卻，得到剩余污泥基粒子電極載體。
利用剩余污泥陶粒的多孔性能，將陶粒表面負(fù)載Sb-SnO2可作為剩余污泥基粒子電 極，將粒子電極填充于傳統(tǒng)的電化學(xué)二維電極反應(yīng)器中，形成三維電極反應(yīng)器，將三維電 極反應(yīng)器應(yīng)用于處理模擬印染廢水，不僅可以提高反應(yīng)器的處理效率，而且降低處理能耗。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明將部分蒙脫石添加到剩余污泥中生產(chǎn)剩余污泥基粒子電極載體，制備工藝 簡單，使用原料只有污泥和蒙脫石，使用種類較少，可以最大程度地處理剩余污泥，剩余 污泥利用率可達(dá)到80%，能簡單有效地利用剩余污泥;
2、本發(fā)明制備的剩余污泥基陶粒其外表面粗糙且分布著大小不同的孔洞，其內(nèi)部也 孔隙數(shù)量發(fā)達(dá)，且孔隙種類豐富，增大了比表面積，有利于催化劑負(fù)載;
3、本發(fā)明制備的剩余污泥陶�？捎糜谪�(fù)載Sb-SnO2催化劑形成負(fù)載Sb-SnO2剩余污 泥基粒子電極，將其與二維電極反應(yīng)器聯(lián)用，形成了三維電極反應(yīng)器，負(fù)載Sb-SnO2剩余 污泥基粒子電極的加入有利于提高反應(yīng)器處理廢水的效率，降低能耗，從而降低污水處理 費(fèi)用;
4、本發(fā)明制備的負(fù)載Sb-SnO2剩余污泥基粒子電極處理200mg/L剛果紅廢水，處理 120min時，剛果紅的去除率可達(dá)到95.97%，COD(化學(xué)需氧量)去除率為79.8%，與二維 電極反應(yīng)器相比，剛果紅的去除率提高了18.1%，COD去除率提高了了1倍，并且能耗 降低了16.8kWh/t。
本發(fā)明用于制備剩余污泥基粒子電極載體。
