申请日2014.11.25
公开(公告)日2015.04.08
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明提供了一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法，其特征在于，具体步骤包括:取稀土矿石生产中含混合稀土氧化物5wt%-10wt%的废渣，将所述的废渣和重量比浓度为10%-60%的盐酸按照重量比1∶1-4混合，充分搅拌活化6-12小时，静置沉淀，固液分离，所述的固体即为混合稀土氧化物;取活性污泥，加入活性炭粉末和混合稀土氧化物，搅拌2.5～3.5h，停止搅拌1.5～2.5h，停止搅拌时，活性碳粉末及混合稀土氧化物漂浮在水面，重复进行搅拌和停止搅拌的步骤，2天～7天后，停止搅拌时，活性碳粉末及混合稀土氧化物不再上浮，除去上面的水层，得到稀土-活性炭生物催化氧化污泥。本发明用于处理废水时COD去除率高。
权利要求书
1.一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法，其特征在于，具体步骤 包括：
第一步：混合稀土氧化物制备;取稀土矿石生产中含混合稀土氧化物 5wt%-10wt%的废渣，将所述的废渣和重量比浓度为10%-60%的盐酸按照重量比 1∶1--1∶4混合，充分搅拌活化6-12小时，静置沉淀，固液分离，所述的固体 即为混合稀土氧化物;
第二步：稀土-活性炭生物催化氧化污泥制备：取活性污泥，加入活性炭粉 末和混合稀土氧化物，活性污泥、活性炭粉末和混合稀土氧化物的重量比为1吨∶ 2～15kg∶100～600g，搅拌2.5～3.5h，停止搅拌1.5～2.5h，停止搅拌时，活 性碳粉末及混合稀土氧化物漂浮在水面，重复进行搅拌和停止搅拌的步骤，2天～ 7天后，停止搅拌时，活性碳粉末及混合稀土氧化物不再上浮，除去上面的清水 层，得到稀土-活性炭生物催化氧化污泥。
2.如权利要求1所述的稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法，其特征 在于，所述的废渣为经碳酸盐和草酸沉淀后的生成的废渣。
3.如权利要求1所述的稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法，其特征 在于，所述的活性炭粉末的粒度为80～200目。
说明书
一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用混合稀土氧化物和活性炭粉末植入活性污泥中，制成具有 生物催化氧化的活性污泥技术，能有效提高活性污泥法的处理效果。
背景技术
水污染是我国环境污染重点，全国主要流域大多在4类水质，严重影响生活 用水和工农业用水，而污水处理方法中活性污泥法是主要方法之一，其中最大量 的生活污水基本都用各种类型的活性污泥法处理，主要原因是处理效果好，运行 成本低廉。
活性污泥法是利用微生物和后生动物，分解污水中有机物质的一种方法，水 中有机物质分为易降解和难降解二类，其中易降解有机物容易被微生物降解，而 难降解有机物则不容易分解，因此污水处理效果有一定限制，特别对于部分工业 废水，其可生化性较差(一般称B/C较低)，处理效果受到很大局限，如何提高 活性污泥法的处理效率，一直是污水处理学者研究的重点。
稀土元素是一类新型催化剂，所谓稀土元素是指元素周期表中第三族副族元 素57号元素镧及镧系14个元素加上21号钪，39号钇共17个元素，由于它们 性质非常相似，并在地球矿物中共生，故称为稀土元素。
从电子结构上分析，稀土元素中每一元素的最外层电子均为3个，所以具有 相似的化学性质，但是次外层电子数是不同的，即从1个--14个电子，由于位于 第六周期，原子核与外层、次外层电子距离较远，吸引力较弱，因此这些电子更 加活跃，在催化过程中电子云转移和变化能力更强，所以催化能力也更强。
在文献资料中大多以氧化铈作为研究对象，并浸渍在多孔的载体上制成非均 相催化剂。以氧化铈作为研究对象在理论分析上是合理的，但是实用上由于稀土 元素分离困难，单一稀土化合物价格高昂，而且混合物中各种元素同样具有催化 能力，混合物还可能有加合作用。中国是稀土储藏量占世界38%，而产量占世界 90%，生产厂具有大量含有稀土混合物的废渣(氧化物含量小于5%)，经过处理 后，可以作为催化剂应用，这也是资源综合利用。
通过利用稀土废渣，进行活化处理，并与活性炭粉末一起，协同植入普通活 性污泥中，形成生物催化活性污泥，能够有效提高活性污泥法的处理效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法，以提 高活性污泥法处理效果。
为了达到上述目的，本发明提供了一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制 备方法，其特征在于，具体步骤包括：
第一步：混合稀土氧化物制备;取稀土矿石生产中含混合稀土氧化物 5wt%-10wt%的废渣，将所述的废渣和重量比浓度为10%-60%的盐酸按照重量比 1∶1--1∶4混合，充分搅拌活化6-12小时，静置沉淀，固液分离，所述的固体 即为混合稀土氧化物;
第二步：稀土-活性炭生物催化氧化污泥制备：取活性污泥，加入活性炭粉 末和混合稀土氧化物，活性污泥、活性炭粉末和混合稀土氧化物的重量比为1吨∶ 2～15kg∶100～600g，搅拌2.5～3.5h，停止搅拌1.5～2.5h，停止搅拌时，活 性碳粉末及混合稀土氧化物漂浮在水面，重复进行搅拌和停止搅拌的步骤，2天～ 7天后，停止搅拌时，活性碳粉末及混合稀土氧化物不再上浮，除去上面的清水 层，得到稀土-活性炭生物催化氧化污泥。
进一步地，所述的废渣为经碳酸盐和草酸沉淀后的生成的废渣。
进一步地，所述的活性炭粉末的粒度为80～200目。
本发明的稀土-活性炭生物催化氧化污泥的使用方法为：
1、工程开始调试时，培菌阶段，可以直接用以上方法，逐步添加混合稀土 氧化物和活性炭粉末予以培养、制备。
2、已经运行的工程，可以添加制备好的稀土生物催化活性污泥。第一次添 加原有污泥量(以含水率98%计)2%-15%的稀土一活性炭污泥，运行后每周添 加0.5%-1%污泥，共3-5次，直至效果稳定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
对于普通生活污水，由于可生化性较好，难降解有机物比例较低，采用此 生物催化活性污泥与普通活性污泥相比，能提高COD去除率3%-6%。而对于难 降解的工业废水而言，例如印染废水，一般能提高COD去除率8%-20%，而且 成本及其低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容 之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于 本申请所附权利要求书所限定的范围。
印染废水含有大量助剂、浆料和残余染料，其废水的可生化性差，一般B/C 比只有0.2-0.25，所以深度处理难度很大，目前环保要求提高，促使废水处理 后尽可能提高回用率，以减少污染物排放，MBR是一种较好的膜法与活性污泥法 结合的方法，但是处理效果还是受到难降解有机物的影响，稀土-活性炭生物催 化技术可以有效提高处理效率。
实施例1
一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法，具体步骤为：
取采用符合国家标准“GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准” 豁免条件的含低放射性南方稀土矿石生产中经碳酸盐和草酸沉淀后的废渣，含混 合稀土氧化物(主要为氧化铈，约占氧化稀土的70%，其他有氧化镧、氧化钕等 轻稀土氧化物)5wt%，将所述的废渣和重量比浓度为10%的盐酸按照重量比1∶4 混合，充分搅拌活化6小时，静置沉淀，固液分离，所述的固体即为混合稀土氧 化物;存放于塑料桶中备用;
取1吨活性污泥，对工业废水处理，最好采用该工业废水成熟的活性污泥 作为原料制备。加2kg活性碳粉末，其粒度为80～200目，加600g混合稀土氧 化物，搅拌3h停2h，停止搅拌时，黑色活性碳粉末及淡黄色混合稀土氧化物漂 浮在水面。重复进行搅拌和停止搅拌的步骤，5天后，停止搅拌时，黑色活性碳 粉末及淡黄色混合稀土氧化物不再上浮，污泥类似于糊状，细小颗粒污泥，上面 水变清，可以撇掉，得到稀土-活性炭生物催化氧化污泥。此稀土-活性炭污泥最 好临时制备，如需保存，可以每隔2天加成熟的同类活性污泥5-10L，轻度搅拌 2-5h。
某印染企业印染废水经过处理已经达到排放标准COD为60mg/L-70mg/L， 为了回用进一步采用MBR法处理，用普通活性污泥和用实施例1中制备的稀土- 活性炭生物催化氧化污泥同时平行试验比较，结果用普通活性污泥法处理6小 时，COD为45mg/l-55mg/l，不能稳定达到印染用水回用标准COD≤50mg/l;而 用实施例1中制备的稀土-活性炭生物催化氧化污泥处理6小时，COD为20mg/L～ 35mg/L，能稳定达到印染用水回用标准COD≤50mg/l。
实施例2
一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法，具体步骤为：
取采用符合国家标准“GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准” 豁免条件的含低放射性南方稀土矿石生产中经碳酸盐和草酸沉淀后的废渣，含混 合稀土氧化物(主要为氧化铈，约占氧化稀土的70%，其他有氧化镧、氧化钕等 轻稀土氧化物)10wt%，将所述的废渣和重量比浓度为10%的盐酸按照重量比1∶2 混合，充分搅拌活化12小时，静置沉淀，固液分离，所述的固体即为混合稀土 氧化物;存放于塑料桶中备用;
稀土-活性炭生物催化氧化污泥制备：取1吨活性污泥，对工业废水处理， 最好采用该工业废水成熟的活性污泥作为原料制备。加15kg活性碳粉末，其粒 度为80～100目，加100g混合稀土氧化物，搅拌3h停2h，停止搅拌时，黑色 活性碳粉末及淡黄色混合稀土氧化物漂浮在水面。重复进行搅拌和停止搅拌的步 骤，5天后，停止搅拌时，黑色活性碳粉末及淡黄色混合稀土氧化物不再上浮， 污泥类似于糊状，细小颗粒污泥，上面水变清，可以撇掉，得到稀土-活性炭生 物催化氧化污泥。
某专业生产窗帘布企业，废水处理中将浓废水和淡废水分质处理，其中淡 废水，COD为350mg/L～400mg/L，加入稀土-活性炭生物催化氧化污泥曝气1小 时，所述的稀土-活性炭生物催化氧化污泥在废水的浓度为2-5克/升。
上述活性污泥中曝气(气水比20∶1)6小时，再加入普通混凝剂碱式氯化 铝200ppm和阴离子PAM助凝剂2ppm后进行混凝分离，即可达到COD为50mg/L～ 60mg/L，再采用添加有稀土-活性炭生物催化氧化污泥的平板膜MBR处理，出水 COD稳定在15mg/l-25mg/l。平均值20mg/l，透明度大于30厘米，色度小 于8倍，达到回用要求。已回用于生产中，色牢度可以达到5级。