申请日2016.01.29
公开(公告)日2016.06.15
IPC分类号B01J20/20; B01J20/28; B01J20/30; C02F11/00; C02F1/28; C02F101/34; C02F103/28
摘要
本发明公开了一种化学污泥的资源化处理方法，将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，其中一部分通过干燥、粉碎、筛分、碳化后得到多孔固体物，另一部分通过加酸溶解、氧化、过滤，得到滤液，将所得的多孔固体物置于所得的滤液中，浸渍2～4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物;所述的颗粒物可以用于苯酚的脱除。当述的两部分之间较为合适的质量比为1：1.2～1.5，当质量比为1:1.3时，即用于得到多空固体物的部分与用于得到溶液的部分，两者质量比为1:1.3时，资源利用率最高。
权利要求书
1.一种化学污泥的资源化处理方法，其特征在于将污水处理后的化学污泥分为两部分，其中一部分通过干燥、粉碎、筛分、碳化后得到多孔固体物，另一部分通过加酸溶解、氧化、过滤，得到滤液，将所得的多孔固体物置于所得的滤液中，浸渍2～4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物;所述的颗粒物可以用于苯酚的脱除。
2.如权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于所述的两部分之间的质量比为1：1.2～1.5。
3.如权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于其中一部分干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入ZnCl2溶液，在60～70℃下浸渍4～8h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中升温至400℃，维持60～70min，冷却后得到多孔固体物。
4.如权利要求3所述的资源化处理方法，其特征在于所述的ZnCl2溶液浓度为1～1.5mol/L;污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1～1.5。
5.如权利要求3所述的资源化处理方法，其特征在于所述的马弗炉中升温速率为45～50℃/min。
6.如权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于另一部分加入硫酸，不断搅拌，直至pH值为1～2，加入双氧水，通入空气2～5小时，过滤，取滤液。
7.如权利要求6所述的资源化处理方法，其特征在于所述的硫酸浓度为96～98%，双氧水浓度为30～40%。
8.如权利要求6所述的资源化处理方法，其特征在于所述空气流量为7～10m3/h。
9.如权利要求6所述的资源化处理方法，其特征在于所述的pH值调节为1.2。
说明书
化学污泥的资源化处理方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种化学污泥的资源化处理方法。
背景技术
近年来，造纸业水污染治理已成为全社会关注的热点，在造纸生产过程会产生大量含高浓度悬浮物及有机物质的污水，如不处理就排入江河湖泊，将造成严重环境污染，随着环境污染严俊性，国家对治理污染提出更高要求，制定发布相互环境保护管理措施，造纸厂面临对排放污水进行处理的工作。
如今普遍采用的均相芬顿类技术处理污水，芬顿法是近年来逐步推广的一种催化氧化技术，利用酸性条件下二价铁和三价铁(典型芬顿氧化法)或者其他过渡金属(类芬顿氧化法)催化双氧水产生强氧化性的羟基自由基将废水中的难降解成分矿化。芬顿类氧化反应在常温常压下即可进行，工艺流程简单，具有巨大的工业化推广潜力。这些芬顿类处理方法的基本原理仍然是二价铁离子与过氧化氢反应产生羟基自由基。在此原理下，芬顿处理技术存在较大的问题在于铁泥产生量十分高，铁泥产生量高的原因在于反应体系中需要大量的亚铁盐作为反应试剂，而亚铁经过芬顿反应后生成三价铁，最终通过沉淀的形式排出而产生了大量的含铁铁泥;在芬顿体系中，每升废水中二价铁离子的投加量在几百甚至几千毫克，这些铁盐经过反应后成为三价铁，最终都需要通过沉淀的形式从系统中分离出来，从而使得芬顿氧化法产生的铁泥量十分高。
大量二价铁离子盐的投加不仅造成了最终铁泥量的增加，同时造成了运行成本的增加，提高了企业的负担。此外，这些含铁化学污泥不仅仅含有细小纤维、木质素及其衍生物和一些有机物质，同时还含有大量的病原体、寄生虫卵以及铜、砷、铅、锌、铝、汞等重金属和难降解的有机污染物等有害成分。这些化学污泥，不仅将占用大量土地，而且其中的有害成分如重金属、有机污染物及臭气将成为影响城市环境卫生的一大公害。
目前，造纸污泥处理方法有投海、填埋、土地利用、焚烧等。投海对海洋生态环境和人类食物链造成严重威胁，国际公约己明令禁止。填埋是目前被广泛采用的处理方法，但因其存在着污染填埋场附近地下水风险，污泥运输和填埋场地建设费用较高，填埋场容量有限，土地资源日益匮乏等因素，使其逐渐被淘汰。污泥焚烧技术是将脱水污泥直接送入焚烧炉焚烧，是“最彻底”的污泥处理方法，它能使有机物全部炭化，有效杀死病原体，最大限度地减少污泥体积，但污泥焚烧投资大和运行费用高，绝对经济效益偏低，投资回收期长。
综上所述，采用的均相芬顿类技术不可避免的产生大量含铁污泥，如何处置这些污泥将决定芬顿工艺在未来工程化推广的可行性。据估计，全国每年约产生2000万吨造纸污泥，作为固体废弃物的造纸污泥变废为宝。的处理与处置一直是制浆造纸企业面临的难题。如何妥善科学地处置这一类化学污泥是全球共同关注的课题，当今的共识是将污泥视为一种资源加以有效的利用，在治理污染的同时变废为宝。
发明内容
发明目的：针对现有技术中造纸厂污水处理后得到的污泥，难以处理的现状，本发明提供了一种化学污泥的资源化处理方法，在治理污染的同时变废为宝。
技术方案：本发明提供了一种化学污泥的资源化处理方法，其特点在于将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，其中一部分通过干燥、粉碎、筛分、碳化后得到多孔固体物，另一部分通过加酸溶解、氧化、过滤，得到滤液，将所得的多孔固体物置于所得的滤液中，浸渍2～4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物;所述的颗粒物可以用于苯酚的脱除。当述的两部分之间较为合适的质量比为1：1.2～1.5，当质量比为1:1.3时，即用于得到多空固体物的部分与用于得到溶液的部分，两者质量比为1:1.3时，资源利用率最高。
具体的，所述的资源化处理方法，其中一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入ZnCl2溶液，在60～70℃下浸渍4～8h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中升温至400℃，维持60～70min，冷却后得到多孔固体物。所述的ZnCl2溶液浓度为1～1.5mol/L;污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1～1.5。所述的马弗炉中升温速率为45～50℃/min。
具体的，所述的资源化处理方法，另一部分污泥加入硫酸，不断搅拌，直至pH值为1～2，加入双氧水，通入空气2～5小时，过滤，取滤液。所述的硫酸浓度为96～98%，双氧水浓度为30～40%。所述空气流量为7～10m3/h。优选所述的pH值调节为1.2。
有益效果：采用本发明的化学污泥资源化处理方法，所得到的物质可以用于苯酚脱除。将化学污泥变废为宝。可以节省化学污泥的处理费用，同时本发明工艺投资少、运行成本低。由于化学污泥得到了有效的处理，使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果。
具体实施方式：
实施例1
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.2。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1。在60℃下浸渍4h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以45℃/min的速率升温至400℃，维持60min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为96%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为1，加入浓度为30%的双氧水，同时通入空气，空气流量为7m3/h，2小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍2小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物1。
实施例2
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.5。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1.5mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1.5。在70℃下浸渍8h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以50℃/min的速率升温至400℃，维持70min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为98%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为2，加入浓度为40%的双氧水，同时通入空气，空气流量为10m3/h，5小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物2。
实施例3
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.2。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1.5mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1.5。在70℃下浸渍8h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以50℃/min的速率升温至400℃，维持70min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为96%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为1，加入浓度为30%的双氧水，同时通入空气，空气流量为7m3/h，2小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍2小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物3。
实施例4
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.2。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1。在60℃下浸渍4h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以45℃/min的速率升温至400℃，维持60min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为98%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为2，加入浓度为40%的双氧水，同时通入空气，空气流量为10m3/h，5小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍2小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物4。
实施例5
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.5。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1。在60℃下浸渍4h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以45℃/min的速率升温至400℃，维持60min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为98%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为2，加入浓度为40%的双氧水，同时通入空气，空气流量为10m3/h，5小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物5。
实施例6
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.5。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1.5mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1.5。在70℃下浸渍8h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以50℃/min的速率升温至400℃，维持70min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为96%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为1，加入浓度为30%的双氧水，同时通入空气，空气流量为7m3/h，2小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物6。
实施例7
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.5。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1.2mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1.3。在70℃下浸渍8h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以50℃/min的速率升温至400℃，维持70min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为98%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为1.2，加入浓度为30%的双氧水，同时通入空气，空气流量为7m3/h，2小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物7。
实施例8
步骤1)将造纸厂污水处理后得到的污泥分成两部分，当述的两部分之间的质量比为1：1.5。
步骤2)一部分污泥干燥至恒重，冷却后粉碎，过筛12目，然后加入浓度为1.2mol/L的ZnCl2溶液，污泥与ZnCl2溶液的质量比为1：1.3。在70℃下浸渍8h后，分离，固状物干燥后，在马弗炉中以48℃/min的速率升温至395℃，维持70min，冷却后得到多孔固体物。
步骤3)另一部分污泥加入浓度为98%的硫酸，不断搅拌，直至pH值为1.2，加入浓度为30%的双氧水，同时通入空气，空气流量为7m3/h，2小时后，过滤，取滤液。
步骤4)将步骤2)中所得的多孔固体物置于所得的步骤3)中所得的滤液中，浸渍4小时，蒸发，去除全部水分，破碎，得到颗粒物8。
实施例9(应用试验)