本發(fā)明屬于污泥處理，具體涉及一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國污水處理量的逐年升高，作為污水處理副產(chǎn)物的剩余污泥處理問題愈發(fā)得到廣泛關(guān)注。剩余污泥中富集有大量如病原體、重金屬、微塑料等有毒有害物質(zhì)，如果活性污泥不得到妥善處理，將會對自然環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重威脅。剩余污泥的含水率可達到95%-99%，降低污泥含水率可大幅減少污泥的儲存、運輸和處理處置成本。污泥中水分主要由自由水、間隙水和結(jié)合水三類組成，其中自由水和間隙水一般可通過重力、離心、壓縮等機械方法去除，結(jié)合水存在于胞外聚合物和污泥細胞內(nèi)部，一般需要通過破壞胞外聚合物結(jié)構(gòu)或細胞膜結(jié)構(gòu)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤拍艿靡悦摮?/p>

2、好氧顆粒污泥是當(dāng)前新興的一種廢水生物處理技術(shù)，其以高生物量濃度、密實的顆粒狀結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的沉降性能等優(yōu)勢得到了全世界范圍內(nèi)廣泛的關(guān)注和研究。目前通過高級氧化反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基以促進污泥脫水的方法得到了廣泛的關(guān)注。高級氧化技術(shù)是采用強氧化劑對污泥進行破壁處理，釋放細胞內(nèi)部水從而改善污泥脫水性能。然而，針對好氧顆粒污泥密實的空間結(jié)構(gòu)，僅靠單一的高級氧化反應(yīng)無法破壞大量的胞外聚合物，無法釋放好氧顆粒污泥內(nèi)部的大量結(jié)合水，這使得好氧顆粒污泥直接應(yīng)用高級氧化方法后的脫水效率無法得到顯著改善。因此亟需研究一種新型的改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種將過濾和機械破碎的物理方式和高級氧化反應(yīng)的化學(xué)方式相結(jié)合，改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法。

2、本方法充分利用二價鐵離子和雙氧水形成的芬頓反應(yīng)，在酸性條件下，通過過氧化氫（h2o2）和二價鐵離子（fe2+）生成具有強氧化能力的羥基自由基，同時引發(fā)其他活性氧而實現(xiàn)強氧化性的高級氧化反應(yīng)過程。

3、為實現(xiàn)上述目的，本方法通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)：

4、s1.?將待處理的剩余好氧顆粒污泥通過濾布過濾去除大量自由水，得到濃縮的好氧顆粒污泥；

5、s2.?對步驟s1中的濃縮的好氧顆粒污泥進行一段時間的物理破碎，得到破碎的好氧顆粒污泥；

6、s3.?向步驟s2中的破碎的好氧顆粒污泥中緩慢滴加1?mol/l的硫酸溶液，直至ph達到2.0-4.0后加入硫酸亞鐵溶液，期間進行快速攪拌使反應(yīng)充分發(fā)生；然后再加入雙氧水并慢速攪拌一段時間，完成污泥調(diào)理過程；

7、s4.?將調(diào)理后的污泥進行離心脫水，完成剩余好氧顆粒污泥的脫水過程。

8、優(yōu)選地，步驟s1中剩余好氧顆粒污泥的濃度為10-20?g/l，濾布優(yōu)選滌綸濾布，孔徑為0.18-0.43?mm（35-80目），濾布過濾后得到濃縮的好氧顆粒污泥的濃度為40-80?g/l，含水率為92-95%。

9、優(yōu)選地，步驟s2中選用潛水泵對好氧顆粒污泥進行機械破碎，?選用的潛水泵功率為1000-2200?w，破碎時間30-60?min。

10、優(yōu)選地，所得的破碎的好氧顆粒污泥的平均粒徑為0.1-0.3?mm。

11、優(yōu)選地，步驟s3中硫酸亞鐵的投加量為30.0-100.0?mg/g干污泥，快速攪拌速度為180-300?r/min，持續(xù)時間為1-10?min；

12、優(yōu)選地，步驟s3中雙氧水的投加量為30-100?mg/g干污泥，慢速攪拌速度為80-150r/min，持續(xù)時間為15-45?min；滴加的硫酸的濃度為1?mol/l。

13、優(yōu)選地，步驟s4采用離心脫水，離心轉(zhuǎn)速為3000-6000?r/min，離心時間為5-10min；通過物理破碎結(jié)合化學(xué)調(diào)理后再離心脫水，脫水后污泥的含水率為80%-84%。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法的有益效果為：

15、（1）本方法采用的物理過濾方式能將好氧顆粒污泥中的大量自由水快速脫除，降低污泥含水率，為后續(xù)處理提供基礎(chǔ)。

16、（2）本方法采用物理破碎方式將好氧顆粒污泥中存在的大量胞外聚合物充分釋放出來并破壞污泥的顆粒狀結(jié)構(gòu)，顆粒表面變得粗糙且具有較多不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，使得原本光滑的表面被破壞與水相的接觸面積增大，使得后續(xù)污泥調(diào)理過程中調(diào)理劑能與污泥充分接觸，提高反應(yīng)效率。

17、（3）本方法充分利用了二價鐵離子和雙氧水形成的芬頓反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的具有強氧化能力的羥基自由基對污泥胞外聚合物產(chǎn)生沖擊，改變了污泥表面的官能團結(jié)構(gòu)，大幅提高親水性官能團含量。高級氧化反應(yīng)在釋放污泥表面的間隙水的基礎(chǔ)上，使得胞外聚合物發(fā)生分解并釋放其內(nèi)部的間隙水和結(jié)合水，從而強化污泥脫水過程。

18、（4）本方法針對好氧顆粒污泥與傳統(tǒng)絮體活性污泥不同的結(jié)構(gòu)特點和胞外聚合物的成分含量，將物理手段與化學(xué)手段相結(jié)合，有效地提高了好氧顆粒污泥的脫水能力，是一種現(xiàn)實可行的好氧顆粒污泥脫水手段，具有推廣和應(yīng)用的前景。

技術(shù)特征：

1.一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.?根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，其特征在于，步驟s1中剩余好氧顆粒污泥的濃度為10-20?g/l，濾布優(yōu)選滌綸濾布，孔徑為0.18-0.43?mm，濾布過濾后得到濃縮的好氧顆粒污泥的濃度為40-80?g/l，含水率為92-95%。

3.?根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，其特征在于，步驟s2中選用潛水泵對好氧顆粒污泥進行機械破碎，?選用的的潛水泵功率為1000-2200?w，破碎時間30-60?min。

4.?根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，其特征在于，步驟s2中，所得的破碎的好氧顆粒污泥的平均粒徑為0.1-0.3?mm。

5.?根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，其特征在于，步驟s3中硫酸亞鐵的投加量為30.0-100.0?mg/g干污泥，快速攪拌速度為180-300?r/min，持續(xù)時間為1-10?min。

6.?根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，其特征在于，步驟s3中雙氧水的投加量為30-100?mg/g干污泥，慢速攪拌速度為80-150?r/min，持續(xù)時間為15-45?min；滴加的硫酸的濃度為1?mol/l。

7.?根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，其特征在于，步驟s4采用離心脫水，離心轉(zhuǎn)速為3000-6000?r/min，離心時間為5-10min；通過物理破碎結(jié)合化學(xué)調(diào)理后再離心脫水，脫水后污泥的含水率為80%-84%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種通過物理化學(xué)方法結(jié)合改善好氧顆粒污泥脫水性能的方法，針對好氧顆粒污泥特殊的密實結(jié)構(gòu)，采用物理破碎的方式破壞胞外聚合物結(jié)構(gòu)，然后采用高級氧化反應(yīng)對污泥進行調(diào)理，最后通過離心脫水的方式對好氧顆粒污泥進行脫水。本方法相較于未經(jīng)預(yù)處理的好氧顆粒污泥的含水率下降6%?10%，能有效改善好氧顆粒污泥脫水性能，為好氧顆粒污泥后續(xù)的處理處置問題提供了一種新的思路和參考。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒金特,楊家奇,林健瑞,葉舟,陳思浩,李軍
受保護的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學(xué)紹興研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6