基于微电解／非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法及系统，该回用方法包括：(1)将流化床反应器内反应后的废水絮凝污泥进行机械脱水；(2)向脱水后的含铁污泥中加入脱水后的剩余生化污泥和粘接剂，混合均匀；(3)将混合后的污泥经造粒干化处理后，再进行碳化还原，得多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒；(4)将多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回流化床反应器内作为流化颗粒循环利用。本发明专利技术提供的基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法及系统，可实现污泥的循环利用甚至污泥零排放，大幅降低废水处理的原料成本和污泥处置成本。

Sludge Reuse Method and System Based on Microelectrolysis/Heterogeneous Fenton Fluidized Bed Process

【技术实现步骤摘要】
基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法及系统
本专利技术属于废弃物资源化利用和污水处理材料制备领域，尤其涉及一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法及系统。
技术介绍
铁碳微电解就是利用金属腐蚀原理法，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。传统铁碳微电解采用的是固定床，存在以下一些问题：一是效率不高，反应速度不快；二是床体易板结，造成短路和死区；三是微电解絮凝后产生的污泥量较大，污泥处置成本高。这些存在的问题也限制了铁碳微电解技术在水处理工程上的推广。芬顿工艺是一种常用的高级氧化废水处理工艺，通过二价铁离子对双氧水的催化作用，产生氧化性极强的羟基自由基(·OH)来氧化分解其它工艺难以处理的有机物。芬顿工艺在所有高级氧化工艺中具有操作简单、设备投资小的优势，但由于向废水中投加二价铁离子产生了额外的废弃物污泥，从而大大增加了芬顿工艺的污泥处置成本。非均相芬顿工艺是对芬顿工艺的改进，利用含铁的固态催化剂与双氧水进行催化反应，避免向水中投加硫酸亚铁盐，从而减少含铁污泥的产生量。但由于非均相芬顿工艺的反应通常都在酸性条件下进行，催化剂中的铁元素也会逐渐消耗，仍然会产生含铁的污泥，而且随着铁元素的消耗，催化剂颗粒需要定期更换，这也增加了额外的成本。目前为止，无论是芬顿工艺还是非均相芬顿工艺都仍然需要面临含铁污泥的处置的问题。因此，将含铁污泥进行有效的循环利用，对于降低芬顿和非均相芬顿工艺的成本，减少二次污染物，扩大市场接受度具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法及其系统。本专利技术提供了一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法，其通过将铁碳微电解/非均相芬顿流化床工艺产生的含铁污泥制作成多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回流化床反应器中使用，实现污泥的循环利用甚至污泥零排放。本专利技术还提供了一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用系统，其包括述流化床反应器、脱水单元、混合单元、造粒单元、干化单元、破碎筛分单元和碳化炉，经过混合、造粒、干化、破碎筛分、碳化一系列单元制作成多孔铁碳颗粒/多孔碳载铁颗粒，投回到流化床反应器中使用，以大幅降低废水处理的原料成本和污泥处置成本。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种基于铁碳微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥循环利用方法，包括步骤：(1)将流化床反应器内反应后的废水絮凝污泥进行机械脱水；(2)向步骤(1)脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(3)将步骤(2)混合后的污泥经造粒干化处理后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒；(4)将步骤(3)制得的多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回步骤(1)流化床反应器内作为流化颗粒循环利用。进一步地，步骤(2)中，所述含铁污泥与适当比例的脱水后的剩余生化污泥混合后，混合物中的铁元素在绝干污泥总质量中的占比为10～50％。进一步地，步骤(2)中，所述含铁污泥和所述剩余生化污泥通过捏合搅拌实现均匀混合，混合时间不低于15min，污泥混合过程中加入粘接剂共同混合均匀。进一步地，步骤(2)中，所述粘接剂包括但不限于沥青、焦油、树脂类粘接剂、改性竹木粉、木质素及其衍生物中的一种或多种，添加比例为不高于绝干污泥总量的5％。进一步地，步骤(3)中，所述造粒采用挤压造粒或滚筒造粒方式，所造颗粒干燥后粒径为0.5～3mm。进一步地，步骤(3)中，所述碳化温度为570～820℃，碳化时间为大于1h。进一步地，步骤(3)中，所述多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒在所述流化床反应器内的堆积密度为0.8～1.2g/cm3。步骤(3)中，所述多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒在所述流化床反应器内的填充体积比例为10～30％。本专利技术的第二个方面是提供一种所述方法的基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用系统，包括依次连接的流化床反应器、脱水单元、混合单元、造粒单元、干化单元、破碎筛分单元和碳化炉单元；其中：所述流化床反应器，以多孔铁碳微电解颗粒或多孔碳负载铁颗粒作为流化颗粒，进行微电解反应或非均相芬顿反应处理废水，并对反应后的废水进行中和絮凝处理，沉淀出废水絮凝污泥；所述脱水单元，与所述流化床反应器连接，用于对所述流化床反应器处理后的废水絮凝污泥进行机械脱水处理；所述混合单元，与所述脱水单元连接，用于将所述脱水单元脱水后的含铁污泥与脱水后的剩余生化污泥和粘接剂混合均匀；所述造粒单元，与所述混合单元连接，用于对所述混合单元混合后的污泥进行造粒；所述干化单元，与所述造粒单元连接，用于对所述造粒单元所制得的颗粒进行干化处理；所述破碎筛分单元，与所述干化单元连接，用于将干化处理后的颗粒破碎筛分至粒径为0.5～3mm；以及所述碳化炉单元，分别与所述破碎筛分单元和所述流化床反应器连接，用于对粒径为0.5～3mm的颗粒进行碳化还原处理，得到多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒，然后送入所述流化床反应器内循环利用。进一步地，所述流化床反应器为下进上出结构，其罐体的底部自下而上依次设置有支撑板、曝气器、布水器和流化颗粒，所述布水器与进水管连通；中部设置有流化颗粒加料口，顶部出水口处设置有废水出水管道，所述废水出水管道出水口与所述脱水单元连接；其中，所述废水出水管道上装设有磁分离设备，所述磁分离设备的底部通过管道与所述罐体的中部或底部连通。进一步地，所述罐体上部安装有相互平行的且呈45～60°倾斜的挡板，所述挡板长度不小于50cm，挡板上沿不高于罐体的出水口；进一步地，所述流化床反应器、脱水单元、混合单元、造粒单元、干化单元、破碎筛分单元和碳化炉各部分之间采用斗式提升机机、带式输送机或螺旋输送机进行连接。进一步地，所述混合单元采用捏合机；所述造粒单元采用挤压造粒或滚筒造粒；所述碳化炉采用外热式回转炉。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术基于种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法及其系统，采用多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒作为流化颗粒在反应器中流化，进行微电解反应或非均相芬顿反应处理废水；流化床出水经过中和沉淀的含铁污泥与剩余生化污泥按适当比例混合，添加适量粘接剂，经过混合、造粒、干化、破碎筛分、碳化一系列单元制作成多孔铁碳颗粒/多孔碳载铁颗粒，投回到流化床反应器中使用，可以实现污泥的循环利用甚至污泥零排放，大幅降低废水处理的原料成本和污泥处置成本。附图说明图1为本专利技术一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用系统的整体结构示意图；图2为本专利技术一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用系统中流化床反应器的结构示意图；图3为本专利技术一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用系统中布水器的结构示意图；其中，各附图标记为：100-流化床反应器，101-罐体，102-进水管，103-加酸接口，104-加双氧水接口，105-管道混合器，106-支撑板，107-布水器，108-放空管道，10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法，其特征在于，包括步骤：(1)将流化床反应器内反应后的废水絮凝污泥进行机械脱水；(2)向步骤(1)脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(3)将步骤(2)混合后的污泥经造粒干化处理后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒；(4)将步骤(3)制得的多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回步骤(1)流化床反应器内作为流化颗粒循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用方法，其特征在于，包括步骤：(1)将流化床反应器内反应后的废水絮凝污泥进行机械脱水；(2)向步骤(1)脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(3)将步骤(2)混合后的污泥经造粒干化处理后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒；(4)将步骤(3)制得的多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回步骤(1)流化床反应器内作为流化颗粒循环利用。2.根据权利要求1所述的污泥回用方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含铁污泥与适当比例的脱水后的剩余生化污泥混合后，混合物中的铁元素在绝干污泥总质量中的占比不大于50％。3.根据权利要求1所述的污泥回用方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粘接剂包括但不限于沥青、焦油、树脂类粘接剂、改性竹木粉、木质素及其衍生物中的一种或多种，添加比例为不高于绝干污泥总量的5％。4.根据权利要求1所述的污泥回用方法，其特征在于，步骤(3)中，所述造粒采用挤压造粒或滚筒造粒方式，所造颗粒干燥后粒径为0.5～3mm。5.根据权利要求1所述的污泥回用方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碳化温度为570～820℃，碳化时间为大于1h。6.根据权利要求1所述的污泥回用方法，其特征在于，步骤(3)中，所述多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒在所述流化床反应器内的堆积密度为0.8～1.2g/cm3，填充体积比例为10～30％。7.一种权利要求1～6任一项所述方法的基于微电解/非均相芬顿流化床工艺的污泥回用系统，其特征在于，包括依次连接的流化床反应器(100)、脱水单元(200)、混合单元(300)、造粒单元(400)、干化单元(500)、破碎筛分单元(600)和碳化炉(700)；其中：所述流化床反应器(100)，以多孔铁碳微电解颗粒或多孔碳负载铁颗粒作为流化颗粒，进行微电解反应或非均相芬顿反应处理废水，并对反应后的废水进行中和絮凝处理，沉淀出废水絮凝污泥；所述脱水单元(200)，与所述流化床反应器(100)连接，用于对所述流化床反应器(100)处理后的废水絮凝污泥进行机械脱水处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘琦，徐晨，张旺，
申请(专利权)人：上海明奥环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31