基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂及其制备与应用，该污泥复合调理剂包括含铁污泥热解残渣及与该含铁污泥热解残渣配合使用的氧化剂；其中，含铁污泥热解残渣是以含铁元素试剂参与的高级氧化技术中得到的含铁污泥为对象，脱水后得到含铁泥饼，接着再将该含铁泥饼进行热解处理得到的热解残渣。本发明专利技术其中通过对含铁污泥泥饼的后续处理工艺整体、再利用方式，以及各个后续处理工艺步骤的具体反应条件参数等进行改进，与现有技术相比能够有效解决现有污泥处理处置技术末端的泥饼处理处置的问题，再利用含铁污泥泥饼形成可用于污泥深度脱水的复合调理剂，将其作为泥污调理剂循环利用于对泥污的调理，可实现资源的充分利用。

Sludge compound Conditioner Based on the residue of iron containing sludge and its preparation and Application

The invention discloses a composite Conditioner Based on sludge containing iron sludge pyrolysis residue and its preparation and application, the sludge composite conditioner including iron sludge pyrolysis residue and the iron sludge pyrolysis residue with the oxidant; the iron sludge pyrolysis residue is obtained by advanced oxidation technology in iron containing reagent in the sludge containing iron as the object, after dehydration containing iron mud cake, and then the iron mud cake residue from pyrolysis pyrolysis. The present invention through the subsequent treatment process on iron sludge cake whole, reuse, and subsequent processing in each step of the process parameters such as specific reaction conditions are improved, which can effectively solve the existing sludge treatment and disposal technology of mud cake at the end of treatment compared with the prior art, the iron containing sludge cake formation can be used for composite conditioners for sludge deep dehydration, the mud conditioner recycles the conditioning of the dirt, make full use of resources can be realized.

【技术实现步骤摘要】
基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂及其制备与应用
本专利技术属于污水污泥处理
，更具体地，涉及一种基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂及其制备与应用，该污泥复合调理剂是基于含铁污泥热解残渣回用得到的，可作为污泥深度脱水高级氧化复合调理剂用于污泥的深度脱水，是一种含铁污泥的资源化再利用方法。
技术介绍
所谓污泥，即在城市生活和工业污水处理中，不同处理过程产生的各类沉淀物、漂浮物等的统称。主要有各种病原体、耗氧污染物、植物营养物、有毒致癌污染物、一般有机物质以及酸、碱、盐无机污染物等。污泥因含有较高的有机质，其亲水性强、比表面积大造成泥、水分离困难。目前我国城市污水处理厂的污泥83％未得到有效处置。脱水困难，机械脱水效率低，严重影响了后续污泥处置工艺。因此，污泥脱水是限制污泥处理处置的技术瓶颈。污泥调理目前主流方法为化学调理，如中国专利CN102381828A中提到的芬顿或者类芬顿方法破坏污泥有机絮体，经过机械压榨得到含水率小于60％的深度脱水泥饼。而芬顿试剂高级氧化技术由于能产生羟基自由基等强氧化基团，能够有效降解有机物，在废水处理以及污泥调理中获得广泛使用(如在处理含有难降解有机物工艺废水等方面)，如中国专利CN102020384A中对有机废水的处理。虽然芬顿试剂高级氧化技术非常快速有效，但也因其存在作为反应物投加的亚铁盐在反应结束后以铁泥的形式沉淀从而产生大量污泥，因其铁含量高，以含铁污泥(简称铁泥)为代表的副产物，铁泥的处理处置并没有得到妥善解决的问题，使其在工程实践中的应用受到制约。对于铁泥的处理处置，首先须经过深度脱水处理，将脱水处理后污泥的含水率控制在60％以下，以最大限度减少污泥体积。经过深度脱水后的泥饼虽然能够极大的方便后续处理，包括农用，填埋等处置。但是铁泥中含有的大量的有机物在上述方法中并不能得到有效的利用，造成了资源的浪费，不符合当今可持续发展的观念。因此利用污泥中有机物成分，将污泥中有机组分转化为可燃气体的污泥热解技术成为了当前研究的热点。污泥热解是利用污泥中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下，通过加热使污泥中的有机物发生裂解反应，从而转化为H2、CH4、CO等可燃气体以及焦油和残渣的技术。其中残渣的处理处置目前主要以建材、陶粒制备和土壤改良剂为主，如中国专利CN105384399A中提到的制备建材的方法和中国专利CN107033918A中提到的对剩余污泥和茶渣热解制得土壤改良剂的方法。对于高铁含量的铁泥热解残渣(铁含量为10％～40％)，此类方法并不能有效的利用残渣中丰富的铁元素，同时也忽略了Fe与生物炭对污泥调理的协同作用，造成了资源的浪费。综上，如果能有效地利用含铁污泥热解残渣中高含量的铁元素，通过一定方法使铁泥热解残渣能对污泥进行有效调理，从而代替一部分传统高级氧化污泥调理中的化工原料，使污泥处理处置形成深度脱水→污泥热解→利用热解残渣中高铁含量和Fe与生物炭的协同作用循环调理污泥的可持续发展路线。该路线的实现将能大大减少各污水厂每日泥饼外运量和污泥调理药剂的购买成本，同时污泥热解产生的可燃性气体也可以作为能源进行回收，具有巨大的环境意义。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂及其制备与应用，其中通过对含铁污泥泥饼的后续处理工艺整体、再利用方式，以及各个后续处理工艺步骤的具体反应条件参数(如热解过程中的温度、时间、保护性气体流量，形成的基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂在应用时的相关要求，如pH值要求、反应物的添加顺序、以及搅拌时间等)进行改进，与现有技术相比能够有效解决现有污泥处理处置技术末端的泥饼处理处置的问题，再利用含铁污泥泥饼形成可用于污泥深度脱水的复合调理剂，将其作为泥污调理剂循环利用于对泥污的调理，可实现资源的充分利用；并且该基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂，通过对其中含铁污泥热解残渣与氧化剂两者的配比进行优化控制，使得该基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂具有更为优良的污泥调理效果。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂，其特征在于，包括含铁污泥热解残渣及与该含铁污泥热解残渣配合使用的氧化剂；其中，所述含铁污泥热解残渣是以含铁元素试剂参与的高级氧化技术中得到的含铁污泥为对象，对这些含铁污泥脱水得到含铁泥饼，接着再将该含铁泥饼进行热解处理得到的热解残渣。作为本专利技术的进一步优选，所述含铁元素试剂包括芬顿试剂、类芬顿试剂或过硫酸盐-亚铁盐组合试剂；所述含铁泥饼的含水率为0％～60％，该含铁泥饼中铁元素占该含铁泥饼干基的质量百分比为8％～30％；优选的，所述含铁污泥是以芬顿复合调理剂处理污泥得到的。作为本专利技术的进一步优选，所述含铁污泥热解残渣主要包括单质铁、二价铁化合物、三价铁化合物、以及生物炭。作为本专利技术的进一步优选，所述氧化剂为过氧化物、过硫化物、以及臭氧中的至少一种；优选的，所述含铁污泥热解残渣与所述氧化剂两者的质量之比为(20～80)：(3～10)。按照本专利技术的另一方面，本专利技术提供了制备上述基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(S11)用含铁元素试剂参与的高级氧化技术处理污泥或污水得到含铁污泥，然后对这些含铁污泥脱水得到含铁泥饼；(S12)将所述步骤(S11)得到的所述含铁泥饼进行热解处理得到的热解残渣，该热解残渣即含铁污泥热解残渣；(S13)将所述步骤(S12)得到的所述含铁污泥热解残渣与氧化剂进行复配，得到基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(S12)中，所述热解处理是将所述含铁泥饼在保护性气体的气氛下于600℃～1000℃的温度下进行污泥热解处理30～90min；所述保护性气体选自氮气、氩气中的至少一种，该保护性气体的流量为0.1～0.3L/min。按照本专利技术的又一方面，本专利技术提供了上述基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂作为污泥调理剂的应用。作为本专利技术的进一步优选，所述应用，其特征在于，包括以下步骤：(S21)调节待处理污泥的pH值，使其pH值为1～6.5；(S22)向所述步骤(S21)得到的待处理污泥中加入含铁污泥热解残渣，然后搅拌2～8min；(S23)向所述步骤(S22)得到的待处理污泥中加入用于与所述含铁污泥热解残渣配合使用的氧化剂，然后搅拌15～50min即得到调理后的污泥。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(S21)中，所述待处理污泥的含水率为90％～99％；所述步骤(S21)是通过向所述待处理污泥中加入酸，由此调节该待处理污泥的pH值；所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的至少一种。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(S22)中，所述含铁污泥热解残渣的添加量为所述待处理污泥中污泥干基质量的20％～80％；所述步骤(S23)中，所述氧化剂的添加量为所述待处理污泥中污泥干基质量的3％～10％。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于将含铁污泥(例如，现有技术中高级氧化调理深度脱水后得到的含铁污泥)进行热解得到的热解残渣，再将其与氧化剂组合成新型污泥高级氧化复合调理剂，可循环用于污泥调理。本专利技术中基于含铁污泥热解残渣的污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂，其特征在于，包括含铁污泥热解残渣及与该含铁污泥热解残渣配合使用的氧化剂；其中，所述含铁污泥热解残渣是以含铁元素试剂参与的高级氧化技术中得到的含铁污泥为对象，对这些含铁污泥脱水得到含铁泥饼，接着再将该含铁泥饼进行热解处理得到的热解残渣。

【技术特征摘要】
1.一种基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂，其特征在于，包括含铁污泥热解残渣及与该含铁污泥热解残渣配合使用的氧化剂；其中，所述含铁污泥热解残渣是以含铁元素试剂参与的高级氧化技术中得到的含铁污泥为对象，对这些含铁污泥脱水得到含铁泥饼，接着再将该含铁泥饼进行热解处理得到的热解残渣。2.如权利要求1所述基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂，其特征在于，所述含铁元素试剂包括芬顿试剂、类芬顿试剂或过硫酸盐-亚铁盐组合试剂；所述含铁泥饼的含水率为0％～60％，该含铁泥饼中铁元素占该含铁泥饼干基的质量百分比为8％～30％；优选的，所述含铁污泥是以芬顿复合调理剂处理污泥得到的。3.如权利要求1所述基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂，其特征在于，所述含铁污泥热解残渣主要包括单质铁、二价铁化合物、三价铁化合物、以及生物炭。4.如权利要求1所述基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂，其特征在于，所述氧化剂为过氧化物、过硫化物、以及臭氧中的至少一种；优选的，所述含铁污泥热解残渣与所述氧化剂两者的质量之比为(20～80)：(3～10)。5.制备如权利要求1－4任意一项基于含铁污泥热解残渣的污泥复合调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(S11)用含铁元素试剂参与的高级氧化技术处理污泥或污水得到含铁污泥，然后对这些含铁污泥脱水得到含铁泥饼；(S12)将所述步骤(S11)得到的所述含铁泥饼进行热解处理得到的热解残渣，该热解残渣即含铁污泥热解残渣；(S13)将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家宽，陶爽奕，梁莎，肖可可，虞文波，裘晶晶，甘泉，关若楠，侯慧杰，刘冰川，胡敬平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42