公布日：2022.04.08
申請日：2022.01.12
分類號：C02F3/34(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種污泥鐵生物還原方法，包括以下步驟：S1.將待處理污泥與厭氧污泥投入鐵生物還原反應器，進行鐵還原菌的接種與培養(yǎng)；待處理污泥中的固體質(zhì)量與厭氧污泥中的固體質(zhì)量之比為1～4:1；S2.將待處理污泥投加至所述培養(yǎng)后的鐵生物還原反應器中，并進行間歇攪拌；S3.當步驟S2中鐵生物還原反應器內(nèi)的pH和ORP中至少一個穩(wěn)定后，出料；步驟S1～S2中，待處理污泥中固體質(zhì)量和鐵的質(zhì)量之比<6。本發(fā)明提供的污泥鐵生物還原方法具有提高鐵還原效率、降低設備運行能耗的效果。
權(quán)利要求書
1.一種污泥鐵生物還原方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.將待處理污泥與厭氧污泥投入鐵生物還原反應器，進行鐵還原菌的接種與培養(yǎng)；所述待處理污泥中的固體質(zhì)量與所述厭氧污泥中的固體質(zhì)量之比為1～4:1；S2.將所述待處理污泥投加至所述培養(yǎng)后的鐵生物還原反應器中，并進行間歇攪拌；S3.當步驟S2中鐵生物還原反應器內(nèi)的pH和ORP中至少一個穩(wěn)定后，出料；步驟S1～S2中，所述待處理污泥中固體質(zhì)量和鐵的質(zhì)量之比<6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，在步驟S1中，所述待處理污泥與厭氧污泥混合后的初始pH≥7.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，在步驟S1中，當所述鐵生物還原反應器內(nèi)的亞鐵含量不再上升，所述培養(yǎng)結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，步驟S2中，在所述待處理污泥投加之前，還包括調(diào)節(jié)其pH≥6.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，所述待處理污泥中的鐵濃度≥5g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，步驟S2中，所述投加的周期為1～5天/次；優(yōu)選地，步驟S2中，每次投加所述待處理污泥的體積為所述鐵生物還原反應器容積的10～50％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，步驟S2中，所述間歇攪拌，每天攪拌的次數(shù)≥3次，每次攪拌的時長為5～30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，步驟S3中，所述pH的穩(wěn)定為4h內(nèi)變化量≤0.05。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，步驟S3中，所述ORP的穩(wěn)定為4h內(nèi)變化量≤5mV。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥鐵生物還原方法，其特征在于，步驟S3中，所述出料的pH值大于所述待處理污泥的pH值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種污泥鐵生物還原方法，利用鐵還原菌實現(xiàn)鐵的生物還原，通過工藝控制，提升污泥中鐵的還原效率，同時降低設備能耗。
本發(fā)明提出的一種污泥鐵生物還原方法，包括以下步驟：
S1.將待處理污泥與厭氧污泥投入鐵生物還原反應器，進行鐵還原菌的接種與培養(yǎng)；所述待處理污泥中的固體質(zhì)量與所述厭氧污泥中的固體質(zhì)量之比為1～4:1；
S2.將所述待處理污泥投加至所述培養(yǎng)后的鐵生物還原反應器中，并進行間歇攪拌；
S3.當步驟S2中鐵生物還原反應器內(nèi)的pH和ORP(氧化還原電位)中至少一個穩(wěn)定后，出料；
步驟S1～S2中，所述待處理污泥中固體質(zhì)量和鐵的質(zhì)量之比<6。
所述污泥鐵生物還原方法的機理如下：
鐵還原菌在自然界中普遍存在，特別是在厭氧污泥中廣泛存在，因此步驟S1中，將待處理污泥和厭氧污泥混合培養(yǎng)，以待處理污泥中的鐵為厭氧污泥中的鐵還原菌營造增殖環(huán)境，實現(xiàn)培養(yǎng)；
當步驟S1實現(xiàn)鐵還原菌培養(yǎng)、增殖后，開始進行待處理污泥中鐵的生物還原；過程中監(jiān)控鐵生物還原反應器中的pH和ORP，當其中至少一個穩(wěn)定后，即可出料。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，至少具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)，當污泥中固含量(SS)與鐵含量之比<6時，有利于亞鐵的分離并提高其回用價值。
(2)本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)，間歇攪拌更有利于鐵還原菌的還原作用，不僅提升了鐵的還原效率，同時，相較于傳統(tǒng)的連續(xù)攪拌，降低了反應器的運行能耗、成本。
(3)本發(fā)明通過pH與ORP監(jiān)控，確定步驟S3中鐵生物還原反應器的出料時機，縮短了無效反應時間，不僅提高系統(tǒng)的處理能力，也降低了整個處理過程的能耗、成本。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述待處理污泥為含鐵污泥。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述含鐵污泥來自鐵鹽混凝工藝和芬頓工藝中的至少一種。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S1中，所述厭氧污泥來自污水厭氧處理反應器。
在本發(fā)明的一些實施方式中，在步驟S1中，所述待處理污泥與厭氧污泥混合后的初始pH≥7.0。
在本發(fā)明的一些實施方式中，在步驟S1中，所述待處理污泥與厭氧污泥的混合后的初始pH為7.0～7.2。
在本發(fā)明的一些實施方式中，在步驟S1中，所述接種與培養(yǎng)在厭氧條件下進行。
在本發(fā)明的一些實施方式中，在步驟S1中，當所述鐵生物還原反應器內(nèi)的亞鐵含量不再上升時，所述培養(yǎng)結(jié)束。
所述培養(yǎng)過程中，所述亞鐵含量會經(jīng)歷先上升再下降，最后動態(tài)平衡的過程；
因此所述不再上升，可以為亞鐵含量的最高點，也可以為亞鐵含量開始下降的時間。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S2中，在所述待處理污泥投加之前，還包括調(diào)節(jié)其pH≥6.5。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述待處理污泥中的鐵濃度≥5g/L。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述待處理污泥中的鐵濃度為10.3～15.2g/L。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S2中，所述投加的周期為1～5天/次。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S2中，每次投加所述待處理污泥的體積為所述鐵生物還原反應器容積的10～50％。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S2中，所述間歇攪拌，每天攪拌的次數(shù)≥3次，每次攪拌的時長為5～30min。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S2中，所述間歇攪拌，在厭氧條件下進行。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S3中，所述pH的穩(wěn)定為4h內(nèi)變化量≤0.05。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S3中，所述ORP的穩(wěn)定為4h內(nèi)變化量≤5mV。
在本發(fā)明的一些實施方式中，步驟S3中，所述出料的pH值大于所述待處理污泥的pH值。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述污泥鐵生物還原方法在室溫條件下進行。
(發(fā)明人：張河民;郭成洪;劉建林)
