申请日2015.09.30
公开(公告)日2016.01.06
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明涉及一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，包括以下步骤：首先向剩余污泥中加入改性粉煤灰，添加比例为每100mL剩余污泥加入2～10g的改性粉煤灰，混合均匀得到污泥浆;用γ射线对污泥浆进行辐照处理，破解剩余污泥。本发明应用改性粉煤灰作为破解剂，实现了其变废为宝，减少了环境污染，解决了粉煤灰的处理处置问题，有效降低了剩余污泥的处理成本;在破解过程中，γ射线有效地杀灭了剩余污泥内的微生物，大大的提高了污泥细胞破解速率，有效地节省了剩余污泥的破解时间，强化了处理效率，破解效果显著，本发明破解后的污泥无臭味。
权利要求书
1.一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向剩余污泥中加入改性粉煤灰，添加比例为每100mL剩余污泥加入2～10g的改性 粉煤灰，混合均匀得到污泥浆;
(2)用γ射线对污泥浆进行辐照处理，破解剩余污泥。
2.根据权利要求1所述的一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 改性粉煤灰是通过以下步骤制备得来的：将粉煤灰和氢氧化钠溶液混合，其中粉煤灰和氢氧化 钠的质量摩尔比为1g：(4～20)mmol，搅拌均匀后静置3～5小时，然后烘干并研磨，得到改 性粉煤灰。
3.根据权利要求2所述的一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 氢氧化钠溶液的浓度为4mol/L。
4.根据权利要求2所述的一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 烘干后研磨至粒径在2mm以下。
5.根据权利要求1所述的一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 辐照处理中的辐照剂量为1KGy～10KGy。
6.根据权利要求1所述的一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 辐照处理中采用60Coγ射线。
7.根据权利要求1所述的一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，其特征在于， 辐照处理的时间为10～60min。
说明书
γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法
【技术领域】
本发明属于污泥处理领域，涉及一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法。
【背景技术】
剩余污泥是污水处理过程中产生的一种含水率很高(≥97%)的絮状泥粒，其处理一直是 一个世界性的难题，处置不当极易造成环境二次污染。
剩余污泥中大部分有机物存在于微生物细胞内，半刚性的细胞壁是一生物难降解惰性物 质，起着保护细胞的作用，较难破解。采取合适的破解手段，在破解过程可有效地控制污泥胞 内有机物的迁移转化方向，直达剩余污泥“无害化、资源化”的目的。然而若控制手段失效，将 会对环境造成严重的后果。鉴于此，我国不少学者对剩余污泥进行了研究。如利用辐照技术处 理剩余污泥，建立了描述发酵产氢过程及辐照影响的动力学模型，王博,中国环境科学,33， 12;利用辐照技术与酸碱组合强化剩余污泥破解，采用红外光谱分析了不同辐照条件对EPS 分子结构的影响，最后结合活性污泥处理前后EPS的扫描电镜观测图，揭示了γ-射线辐照联 合酸碱预处理对EPS的影响机制，罗志平，湖南农业科学，23;利用超声波-氢氧化钙联合破 解剩余污泥，采用单因素和响应曲面分析得出了最佳剩余污泥破解条件，周磊，环境科学与技 术，2014，37，9。上述有关剩余污泥的破解技术均具有较好的效果，破解后的剩余污泥脱水 性能明显改善，但是这些技术或存在运行成本高、或存在添加药剂的二次污染、或存在破解时 间长等问题，致使较难工业化推广应用，且破解后含水率始终在60%以上。
粉煤灰，电厂废弃物，现今在中国的排放量超过1亿t/年，其内含有大量有益成分，但是 目前的利用率甚微;对于辐照技术，目前除普遍应用于食品加工方面对食品进行灭菌消毒延长 货架期外，在环境上也有大量应用，如污水、污泥的杀菌，该技术不仅成本低，效果好，安全 可靠，而且便于工业化推广应用。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术中存在的缺陷，提供一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污 泥的方法，具有成本低，破解效果好以及无二次污染的特点，并能起到杀菌、杀虫的作用，破 解后污泥脱水效果好。
本发明的技术方案是：
包括以下步骤：
(1)向剩余污泥中加入改性粉煤灰，添加比例为每100mL剩余污泥加入2～10g的改性 粉煤灰，混合均匀得到污泥浆;
(2)用γ射线对污泥浆进行辐照处理，破解剩余污泥。
进一步地，改性粉煤灰是通过以下步骤制备得来的：将粉煤灰和氢氧化钠溶液混合，其中 粉煤灰和氢氧化钠的质量摩尔比为1g：(4～20)mmol，搅拌均匀后静置3～5小时，然后烘干 并研磨，得到改性粉煤灰。
进一步地，氢氧化钠溶液的浓度为4mol/L。
进一步地，烘干后研磨至粒径在2mm以下。
进一步地，辐照处理中的辐照剂量为1KGy～10KGy。
进一步地，辐照处理中采用60Coγ射线。
进一步地，辐照处理的时间为10～60min。
本发明相对现有技术来说，具有以下有益的技术效果：
本发明提供了一种γ射线联合改性粉煤灰破解剩余污泥的方法，γ射线具有操作简单、效 率高、清洁环保等优点;同时应用改性粉煤灰作为破解剂，实现了其变废为宝，减少了环境污 染，有效的解决了粉煤灰的处理处置问题;将制得的改性粉煤灰用于剩余污泥的处理，用以废 治废的思路实现了环境保护的目的，有效降低了剩余污泥的处理成本。破解后，改性粉煤灰成 分趋于稳定，可与泥渣共同制备建材用，这样则避免添加化学药剂的后续处理及可能存在的二 次污染;在破解过程中，γ射线的引入，有效地杀灭了剩余污泥内的微生物，大大的提高了污 泥细胞破解速率，有效地节省了剩余污泥的破解时间，强化了处理效率，且破解效果十分显著， 破解后含水率仅53.9%，破解率可达25.36%，相对目前的破解率在22%±1左右，有了较大提 升，突破了现有污泥破解后含水率难以降至60%以下的瓶颈，25min内就发生沉降，沉降性能 得到了极好地改善;而且本发明破解后的污泥无臭味;同时，该工艺操作方便、绿色环保、安 全可靠，便于工业化推广。本发明方法的效果明显，可实现粉煤灰、剩余污泥的无害化减量化， 获得的剩余污泥上清液含有大量的蛋白质等有机质，能够用于开发下游产品，获得的污泥残渣 经过γ射线辐照后，无菌无病毒可放心做建材利用。
进一步地，本发明通过采用氢氧化钠对粉煤灰进行改性，激活了粉煤灰中硅铝等活性成分， 同时碱性基团的引入更有利于剩余污泥的破解。