一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，首先制备过硫酸盐活化剂：将混凝污泥自然风干、破碎，干燥,粉碎过筛；取粉碎后的污泥放于管式炉中，在氮气气氛中进行热解，冷却后得到的黑色炭化材料；将制得的炭化材料活化过硫酸盐处理磺胺嘧啶废水：向磺胺嘧啶废水中加入炭化材料，在常温条件下，在摇床中进行反应，加入过硫酸盐，继续在上述条件下反应，测定结果显示具有较高的去除率。本发明专利技术的方法以混凝污泥为主要原料实现了废弃物的资源化利用，制备方法简单易行，成本低廉，在抗生素等难降解有机污染物去除方面具有很大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法
本专利技术涉及污染物无害化处理领域，具体涉及一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法。
技术介绍
随着抗生素工业的发展和广泛使用，大量含抗生素的废水被排放到水环境中。抗生素废水中活性抗生素浓度高，对微生物具有很强的抑制作用，因此传统的生物处理法在处理此类废水时往往效果不理想。目前，高级氧化技术被认为是处理抗生素等有机污染物的一种行之有效的方法。与混凝、膜分离、吸附等技术相比，高级氧化法可以实现有机物的高效降解去除，且操作简单，无有机物二次污染问题。过硫酸盐氧化技术是近年来新兴的一种高级氧化技术。过硫酸盐本身氧化能力有限，但在一定条件下可以活化生成强氧化性的硫酸根自由基，通过电子转移等反应实现污染物的高效降解去除。研究表明，光、热和过渡金属离子等都可以活化过硫酸盐产生硫酸根自由基。但是，光、热等活化法需外加能量，而过渡金属离子活化则存在金属离子浓度不易控制的问题。寻找成本低、效能好的活化剂成为过硫酸盐高级氧化技术的研究热点。混凝沉淀是世界范围内普遍使用的一种水处理技术，该方法操作简便，不仅可以降低原水的浊度、色度等感官指标，还可以去除多种污染物。经混凝处理后，混凝剂会与原水中的颗粒和胶体等污染物共同沉淀下来，形成混凝污泥。处理规模为150,000m3/d的自来水厂，混凝污泥的排放量可达10t/d。混凝污泥是水处理过程中产生的副产物，一般被当作废弃物进行填埋处置。由于污泥的后处理工作量大，成本高，且传统的填埋方式存在潜在的二次污染问题，因此，资源化利用成为混凝污泥处理处置的重要研究方向。目前，对于混凝污泥的资源化利用主要是铁铝盐的酸溶回用和作建材利用，资源利用率低，成本较高，混凝污泥的处理处置仍然是亟待解决的环境问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，选用混凝污泥作为原料制备过硫酸盐活化剂，并将其用于典型抗生素——磺胺嘧啶的降解去除，不仅可以为混凝污泥无害化处理和资源化利用提供一种可行的途径，同时为过硫酸盐高级氧化技术提供一种价格低廉且效能好的活化剂。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，包括以下步骤：1)制备过硫酸盐活化剂：将混凝污泥自然风干、破碎，在120℃下干燥2h,粉碎过120目筛；取粉碎后的污泥放于管式炉中，在氮气气氛中进行热解，冷却后得到的黑色炭化材料；2)黑色炭化材料用于活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶：向磺胺嘧啶废水中加入炭化材料，在常温条件下，转速为100-140rpm摇床中进行反应，反应时间为40-80min，加入过硫酸盐，继续在上述条件下反应80-180min。步骤1)热解步骤为，先以5-10℃/min的速率升温至600-900℃，停留50-80min后自然冷却至室温。步骤1)所用氮气流速为100-400mL/min,整个热解过程从升温开始到降温到室温冷却，都通以氮气作为保护，防止材料氧化。步骤2)中向磺胺嘧啶废水中投加的混凝污泥制备的炭化材料的投加量为0.2-1.5g/L，过硫酸盐为0.5-3.0g/L。步骤2)反应结束后，经过0.22μm膜过滤器过滤，利用液相色谱对其中的磺胺嘧啶的浓度进行测定，计算磺胺嘧啶的去除率。所述混凝污泥为污水处理厂二沉池出水经聚合氯化铁絮凝后的污泥。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种混凝污泥制备过硫酸盐活化剂的方法，将混凝污泥干燥、粉碎并过筛后，在氮气气氛下煅烧，制得炭化材料，并将制得的炭化材料活化过硫酸盐用于处理磺胺嘧啶废水。本专利技术的方法以混凝污泥为主要原料实现了废弃物的资源化利用，制备方法简单易行，成本低廉，在抗生素等难降解有机污染物去除方面具有很大的应用前景。附图说明图1：本专利技术的实施例1-3的去除率测定图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，包括以下步骤：1.制备过硫酸盐活化剂：将混凝污泥自然风干、破碎，在120℃下干燥2h,粉碎过120目筛；取粉碎后的污泥放于管式炉中，在氮气气氛中进行热解，冷却后得到的黑色炭化材料，热解步骤为，先以5℃/min的速率升温至600℃，停留50min后自然冷却至室温；所用氮气流速为200mL/min,整个热解过程从升温开始到降温到室温冷却，都通以氮气作为保护，防止材料氧化。2.黑色炭化材料用于活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶：向磺胺嘧啶废水中加入炭化材料，在常温条件下，转速为120rpm摇床中进行反应，反应时间为60min，加入过硫酸盐，继续在上述条件下反应180min。其中，向磺胺嘧啶废水中投加的混凝污泥制备的炭化材料的投加量为0.5g/L，过硫酸盐为1.2g/L。反应结束后，经过0.22μm膜过滤器过滤，利用液相色谱对其中的磺胺嘧啶的浓度进行测定，计算磺胺嘧啶的去除率。实施例2一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，包括以下步骤：1.制备过硫酸盐活化剂：将混凝污泥自然风干、破碎，在120℃下干燥2h,粉碎过120目筛；取粉碎后的污泥放于管式炉中，在氮气气氛中进行热解，冷却后得到的黑色炭化材料，热解步骤为，先以8℃/min的速率升温至700℃，停留70min后自然冷却；所用氮气流速为300mL/min,整个热解过程从升温开始到降温到室温冷却，都通以氮气作为保护，防止材料氧化。2.黑色炭化材料用于活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶：向磺胺嘧啶废水中加入炭化材料，在常温条件下，转速为120rpm摇床中进行反应，反应时间为60min，加入过硫酸盐，继续在上述条件下反应180min。其中，向磺胺嘧啶废水中投加的混凝污泥制备的炭化材料的投加量为1.0g/L，过硫酸盐为1.2g/L。反应结束后，经过0.22μm膜过滤器过滤，利用液相色谱对其中的磺胺嘧啶的浓度进行测定，计算磺胺嘧啶的去除率。实施例3一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，包括以下步骤：1.制备过硫酸盐活化剂：将混凝污泥自然风干、破碎，在120℃下干燥2h,粉碎过120目筛；取粉碎后的污泥放于管式炉中，在氮气气氛中进行热解，冷却后得到的黑色炭化材料，热解步骤为，先以10℃/min的速率升温至800℃，停留80min后自然冷却至室温；所用氮气流速为400mL/min,整个热解过程从升温开始到降温到室温冷却，都通以氮气作为保护，防止材料氧化。2.黑色炭化材料用于活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶：向磺胺嘧啶废水中加入炭化材料，在常温条件下，转速为120rpm摇床中进行反应，反应时间为60min，加入过硫酸盐，继续在上述条件下反应180min。其中，向磺胺嘧啶废水中投加的混凝污泥制备的炭化材料的投加量为0.5g/L，过硫酸盐为1.9g/L。反应结束后，经过0.22μm膜过滤器过滤，利用液相色谱对其中的磺胺嘧啶的浓度进行测定，计算磺胺嘧啶的去除率。图1为本专利技术三个具体实施例的实验结果测定图，实施例1-3均有较高的去除率。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，依据本专利技术的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)制备过硫酸盐活化剂：将混凝污泥自然风干、破碎，在120℃下干燥2h,粉碎过120目筛；取粉碎后的污泥放于管式炉中，在氮气气氛中进行热解，冷却后得到的黑色炭化材料；2)黑色炭化材料用于活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶：向磺胺嘧啶废水中加入炭化材料，在常温条件下，转速为100‑140rpm摇床中进行反应，反应时间为40‑80min，加入过硫酸盐，继续在上述条件下反应80‑180min。

【技术特征摘要】
1.一种利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)制备过硫酸盐活化剂：将混凝污泥自然风干、破碎，在120℃下干燥2h,粉碎过120目筛；取粉碎后的污泥放于管式炉中，在氮气气氛中进行热解，冷却后得到的黑色炭化材料；2)黑色炭化材料用于活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶：向磺胺嘧啶废水中加入炭化材料，在常温条件下，转速为100-140rpm摇床中进行反应，反应时间为40-80min，加入过硫酸盐，继续在上述条件下反应80-180min。2.根据权利要求1所述的利用混凝污泥活化过硫酸盐降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于：步骤1)热解步骤为，先以5-10℃/min的速率升温至600-900℃，停留50-80min后冷却至室温。3.根据权利要求1所述的利用混凝污泥活化过硫酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：史宸菲，王国祥，韩睿明，黄鹤勇，张满帆，聂鹂尧，宋倩倩，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32