一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污泥固體廢物的資源化處置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國城鎮(zhèn)污水處理廠污水污泥(以下簡稱污泥)產(chǎn)量隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口增加而迅速增加。污泥是污水處理廠污水處理的副產(chǎn)品，其成分極其復(fù)雜，通常是由有機殘片、無機顆粒、細菌菌體、膠體等組成的非均質(zhì)體，其基本成分及含量主要取決于污水來源及處理工藝。由于它具有容量大、不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭、有毒有害的特點，如果不加處理，任意地排放，將會引起嚴重的二次污染。作為一種具有巨大環(huán)境污染危害的廢棄物，污泥如何妥善處理處置已經(jīng)成為公眾關(guān)注的環(huán)境問題。在我國，常用的污泥處置方式有如下幾種:污泥直接填埋、污泥農(nóng)田利用、污泥焚燒干化和污泥熱處理、污泥堆肥以及污泥海洋傾倒等。這些處置方式并不能阻止污染，而且容易造成二次污染。對污泥進行減量化和資源化，不僅能實現(xiàn)物質(zhì)的充分利用、變廢為寶，而且能促進循環(huán)經(jīng)濟的建立和可持續(xù)發(fā)展。因此，探討污泥治理，特別是常見是剩余污泥的減量化、無害化和資源化具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]通過對我國城市污泥主要化學成分分析發(fā)現(xiàn)，其中含有的Si02，Al2O3, Fe2O3, CaO,MgO的含量和粘土的成分相似，其配比滿足燒制陶粒的要求。如中國專利CN102503505A公開了一種污泥燒制陶粒的方法，將生活污泥脫水后與粘土按照1:1混合制得強度高和比表面積大的污泥陶粒，可用于污水處理中生物載體的生物陶粒；專利CN103130489A公開了一種利用污水廠污泥制備陶粒的技術(shù)，按照重量比，污泥:粉煤灰:粘土 = 4:5:2制得污泥陶粒，具有密度小，強度高，保溫，隔熱，抗震等性能可以取代普通砂石，配制輕集料混凝土 ；專利CN101565297A公開了一種利用污水廠污泥制備陶粒的技術(shù)，原料按照重量份為:干化污泥10-35份，轉(zhuǎn)爐鋼渣10-25份，粘土 30-80份制得的超輕陶粒，具有輕質(zhì)，強度高，吸水率小，比表面積大等特點，可用于污水處理的填料和建筑材料。上述各個專利中干化污泥的所占比例都不超過50%，污泥利用率不高，且常常需要三種原料，本專利中污泥陶粒所占比例為60-80%，污泥利用率尚，且只需要兩種原料，制備工藝相對簡單。
[0004]三維電極反應(yīng)器有單極性和復(fù)極性之分。而復(fù)極性反應(yīng)器床層填充高阻抗粒子，通過在主電極上施加外電壓，以靜電感應(yīng)使粒子一端成為陰極，另一端為陽極的粒子電極，這樣床層中可形成無數(shù)微小的電解池，從而大大增加了電解槽的有效電極面積，并縮短了污染物到達電極表面的距離，實現(xiàn)了高效低耗地處理廢水的目的。尋找既有一定阻抗又可導電的粒子是目前研究熱點，最新研究結(jié)果表明，選用高阻抗粒子，通過浸漬-焙燒法在其表面負載Sb摻雜SnOj^足上述條件。而污泥陶粒也是高阻抗粒子，而且比表面積大，利于負載催化劑。目前尚未見污泥陶粒作為催化劑載體公開報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決剩余污泥利用率低的技術(shù)問題，而提供一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法。
[0006]—種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0007]—、將機械脫水后的剩余污泥干燥至絕干污泥，然后粉碎，采用孔徑為100目的篩子過篩，得到絕干污泥粉末；
[0008]二、將步驟一得到的絕干污泥粉末和蒙脫石混合均勻，然后加水攪和制成生料球，然后室溫干燥；
[0009]三、將步驟二處理后的生料球放入馬弗爐中預(yù)熱，然后升溫至焙燒溫度，焙燒，然后冷卻，得到剩余污泥基粒子電極載體。
[0010]利用剩余污泥陶粒的多孔性能，將陶粒表面負載313-51102可作為剩余污泥基粒子電極，將粒子電極填充于傳統(tǒng)的電化學二維電極反應(yīng)器中，形成三維電極反應(yīng)器，將三維電極反應(yīng)器應(yīng)用于處理模擬印染廢水，不僅可以提高反應(yīng)器的處理效率，而且降低處理能耗。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]1、本發(fā)明將部分蒙脫石添加到剩余污泥中生產(chǎn)剩余污泥基粒子電極載體，制備工藝簡單，使用原料只有污泥和蒙脫石，使用種類較少，可以最大程度地處理剩余污泥，剩余污泥利用率可達到80%，能簡單有效地利用剩余污泥；
[0013]2、本發(fā)明制備的剩余污泥基陶粒其外表面粗糙且分布著大小不同的孔洞，其內(nèi)部也孔隙數(shù)量發(fā)達，且孔隙種類豐富，增大了比表面積，有利于催化劑負載；
[0014]3、本發(fā)明制備的剩余污泥陶?？捎糜谪撦dSb-SnO^f化劑形成負載Sb-SnO 2剩余污泥基粒子電極，將其與二維電極反應(yīng)器聯(lián)用，形成了三維電極反應(yīng)器，負載Sb-SnO2剩余污泥基粒子電極的加入有利于提高反應(yīng)器處理廢水的效率，降低能耗，從而降低污水處理費用；
[0015]4、本發(fā)明制備的負載Sb-SnO2剩余污泥基粒子電極處理200mg/L剛果紅廢水，處理120min時，剛果紅的去除率可達到95.97%，COD (化學需氧量)去除率為79.8%，與二維電極反應(yīng)器相比，剛果紅的去除率提高了 18.1%，COD去除率提高了了 I倍，并且能耗降低了 16.8kWh/t。
[0016]本發(fā)明用于制備剩余污泥基粒子電極載體。
【附圖說明】
[0017]圖1?圖4為實施例一制備的剩余污泥基粒子電極載體的電鏡圖，其中圖1為表面放大100倍，圖2為表面放大1000倍，圖3為剖面放大100倍，圖4為剖面放大1000倍；
[0018]圖5?圖8為實施例二制備的剩余污泥基粒子電極載體的電鏡圖，其中圖5為表面放大100倍，圖6為表面放大1000倍，圖7為剖面放大100倍，圖8為剖面放大1000倍；
[0019]圖9?圖12為實施例二制備的剩余污泥基粒子電極載體的電鏡圖，其中圖9為表面放大100倍，圖10為表面放大1000倍，圖11為剖面放大100倍，圖12為剖面放大1000倍。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】之間的任意組合。
[0021]【具體實施方式】一:本實施方式一種剩余污泥基粒子電極載體的制備方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0022]—、將機械脫水后的剩余污泥干燥至絕干污泥，然后粉碎，采用孔徑為100目的篩子過篩，得到絕干污泥粉末；
[0023]二、將步驟一得到的絕干污泥粉末和蒙脫石混合均勻，然后加水攪和制成生料球，然后室溫干燥；
[0024]三、將步驟二處理后的生料球放入馬弗爐中預(yù)熱，然后升溫至焙燒溫度，焙燒，然后冷卻，得到剩余污泥基粒子電極載體。
[0025]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中干燥溫度為105°C，干燥時間為24h。其它與【具體實施方式】一相同。
[0026]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:步驟一中采用粉碎機進行粉碎，粉碎時間為lmin。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0027]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟二中按照質(zhì)量份數(shù)，絕干污泥粉末為60?80份，蒙脫石為20?40份。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0028]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟二中蒙脫石的尺寸為1000目。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0029]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:步驟二中生料球的直徑為4?6_。其它與【具體實