本發(fā)明涉及環(huán)保技術領域，具體是一種改善城市污水處理廠剩余污泥脫水性能的方法。

背景技術：

剩余污泥是指活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池（或沉淀區(qū)）排出系統(tǒng)外的活性污泥，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質(zhì)體，因其含有大量病原微生物、寄生蟲卵和重金屬等有害物質(zhì)對環(huán)境影響極大，需妥善處置。剩余污泥的主要特性是含水率高，可高達95%以上，有機物含量高，且很難通過沉降進行固液分離。污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個極其重要的環(huán)節(jié)，其目的是使固體富集，減少污泥體積，為污泥的最終處置創(chuàng)造條件。污泥的脫水性能直接影響到污泥處置成本和處置效果，然而采用較為經(jīng)濟的脫水處理方式也只能使污泥的脫水泥餅含水率下降為70%～85%。

γ輻照技術屬于一種新興的高級氧化技術，因具有適用范圍廣、反應速度快、不產(chǎn)生二次污染等特點，在環(huán)境領域受到廣泛關注。γ輻照技術利用γ射線與水作用產(chǎn)生羥基自由基、氫自由基、水合電子、過氧化物等自由基，由于這些自由基具有很高的活性，易于與污染物發(fā)生作用致其分解，從而達到污染物處置的效果。

鈣鈦礦型復合氧化物CaTiO3是一種具有獨特物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的新型無機非金屬材料，在催化、存儲、傳感、光吸收等多方面表現(xiàn)出良好的性能。由于其具有獨特的電磁性質(zhì)和氧化還原催化活性，其在光催化領域受到廣泛的關注。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術的問題，提供了一種改善城市污水處理廠剩余污泥脫水性能的方法，利用γ射線對CaTiO₃納米材料的輻照，而促進氧化還原反應的進行，破壞污泥絮體結構，使污泥固相中大分子物質(zhì)分解，并導致污泥中微生物死亡，釋放出內(nèi)部結合水，有效的改善剩余污泥脫水性能。

本發(fā)明提供的方法為：將城市污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的PH值調(diào)節(jié)至6.8-7.2，向剩余污泥中添加0.2g/l的CaTiO₃，然后對其進行電離輻射處理，輻照時間為2-5h。

所述的電離輻射采用Co-60或Cs-137的γ輻射源，其活度大于10萬居里，吸收劑量應大于3kGy。

所述的CaTiO₃材料為直徑為10nm的固體粉末。

本發(fā)明有益效果在于：由于利用γ射線輻照方法處理剩余污泥本身具有一定改善污泥脫水性能的效果，但其改善效果有限。為進一步提高污泥脫水性能，在γ射線輻照剩余污泥的同時，在剩余污泥中添加適量的CaTiO₃納米材料，利用γ射線對CaTiO₃納米材料的輻照，激發(fā)其催化活性，而γ射線穿透能力強，能有效的提高其催化活性，由于納米材料比表面積小，易于分散和接觸目標物，從而促進氧化還原反應的進行，破壞污泥絮體結構，使污泥固相中大分子物質(zhì)分解，并導致污泥中微生物死亡，釋放出內(nèi)部結合水，有效的改善剩余污泥脫水性能。

附圖說明

圖1為實施例1中的污泥比阻變化趨勢圖(pH=7.0)。

圖2為實施例2中的污泥比阻變化趨勢圖(pH=10.0)。

圖3為實施例3中的污泥比阻變化趨勢圖(添加CaTiO₃粉末直徑為100nm)。

圖4為實施例4中的污泥比阻變化趨勢圖(添加CaTiO₃粉末的量為0.05g)。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1：

（1）取剩余污泥樣品1000mL，其含水率為85%，其污泥比阻為5.864×10¹¹m/kg，pH為6.7，用1mol/L的H₂SO₄溶液與10g/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH為7.0，將1000mL污泥樣品分裝于10個容量為100mL的密封樣品瓶中，每個容量瓶裝100mL污泥樣品。將10個裝有污泥樣品的容量瓶分為第1組和第2組，每組5個，其中第1組5個容量瓶分別標號1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號，其中第2組5個容量瓶分別標號2-1,2-2,2-3,2-4,2-5號。

（2）在第1組1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號樣品瓶中分別加入0.02g直徑為10nm的CaTiO₃粉末，并手動震蕩搖勻。

（3）將第1組樣品和第2組樣品置于γ輻照中心孔道進行輻照處理，其中1-1、2-1號容量瓶輻照時間為2h，1-2、2-2號容量瓶輻照時間為4h，1-3、2-3號容量瓶輻照時間為6h，1-4、2-4號容量瓶輻照時間為8h，1-5、2-5號容量瓶輻照時間為10h，其輻射源為Co-60，活度為30萬居里，中心孔道內(nèi)吸收劑量率為0.75kGy/h。

（4）用定壓過濾的方法分別測定經(jīng)輻照后第1組和第2組容量瓶中的污泥比阻。污泥比阻越小，表明污泥脫水性能越好。

（5）測定結果如圖1所示。

實施例2：

（1）取剩余污泥樣品1000mL，其含水率為85%，其污泥比阻為5.864×10¹¹m/kg，pH為6.7，用1mol/L的H₂SO₄溶液與10g/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH為10.0，將1000mL污泥樣品分裝于10個容量為100mL的密封樣品瓶中，每個容量瓶裝100mL污泥樣品。將10個裝有污泥樣品的容量瓶分為第1組和第2組，每組5個，其中第1組5個容量瓶分別標號1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號，其中第2組5個容量瓶分別標號2-1,2-2,2-3,2-4,2-5號。

（2）在第1組1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號樣品瓶中分別加入0.02g直徑為10nm的CaTiO₃粉末，并手動震蕩搖勻。

（3）將第1組樣品和第2組樣品置于γ輻照中心孔道進行輻照處理，其中1-1、2-1號容量瓶輻照時間為2h，1-2、2-2號容量瓶輻照時間為4h，1-3、2-3號容量瓶輻照時間為6h，1-4、2-4號容量瓶輻照時間為8h，1-5、2-5號容量瓶輻照時間為10h，其輻射源為Co-60，活度為30萬居里，中心孔道內(nèi)吸收劑量率為0.75kGy/h。

（4）用定壓過濾的方法分別測定經(jīng)輻照后第1組和第2組容量瓶中的污泥比阻。污泥比阻越小，表明污泥脫水性能越好。

（5）測定結果如圖2所示，與實施例1相比，同輻照吸收劑量下污泥比阻較高，說明實施例2中將污泥的ph值調(diào)節(jié)到10以后污泥脫水性能不如實施例1。

實施例3：

（1）取剩余污泥樣品1000mL，其含水率為85%，其污泥比阻為5.864×10¹¹m/kg，pH為6.7，用1mol/L的H₂SO₄溶液與10g/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH為7.0，將1000mL污泥樣品分裝于10個容量為100mL的密封樣品瓶中，每個容量瓶裝100mL污泥樣品。將10個裝有污泥樣品的容量瓶分為第1組和第2組，每組5個，其中第1組5個容量瓶分別標號1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號，其中第2組5個容量瓶分別標號2-1,2-2,2-3,2-4,2-5號。

（2）在第1組1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號樣品瓶中分別加入0.02g直徑為100nm的CaTiO₃粉末，并手動震蕩搖勻。

（3）將第1組樣品和第2組樣品置于γ輻照中心孔道進行輻照處理，其中1-1、2-1號容量瓶輻照時間為2h，1-2、2-2號容量瓶輻照時間為4h，1-3、2-3號容量瓶輻照時間為6h，1-4、2-4號容量瓶輻照時間為8h，1-5、2-5號容量瓶輻照時間為10h，其輻射源為Co-60，活度為30萬居里，中心孔道內(nèi)吸收劑量率為0.75kGy/h。

（4）用定壓過濾的方法分別測定經(jīng)輻照后第1組和第2組容量瓶中的污泥比阻。污泥比阻越小，表明污泥脫水性能越好。

（5）測定結果如圖3所示，與實施例1相比，同輻照吸收劑量下污泥比阻較高，說明實施例3中將加入的CaTiO₃粉末的直徑從10nm改為100nm后污泥脫水性能不如實施例1。

實施例4：

（1）取剩余污泥樣品1000mL，其含水率為85%，其污泥比阻為5.864×10¹¹m/kg，pH為6.7，用1mol/L的H₂SO₄溶液與10g/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH為7.0，將1000mL污泥樣品分裝于10個容量為100mL的密封樣品瓶中，每個容量瓶裝100mL污泥樣品。將10個裝有污泥樣品的容量瓶分為第1組和第2組，每組5個，其中第1組5個容量瓶分別標號1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號，其中第2組5個容量瓶分別標號2-1,2-2,2-3,2-4,2-5號。

（2）在第1組1-1,1-2,1-3,1-4和1-5號樣品瓶中分別加入0.05g直徑為10nm的CaTiO₃粉末，并手動震蕩搖勻。

（3）將第1組樣品和第2組樣品置于γ輻照中心孔道進行輻照處理，其中1-1、2-1號容量瓶輻照時間為2h，1-2、2-2號容量瓶輻照時間為4h，1-3、2-3號容量瓶輻照時間為6h，1-4、2-4號容量瓶輻照時間為8h，1-5、2-5號容量瓶輻照時間為10h，其輻射源為Co-60，活度為30萬居里，中心孔道內(nèi)吸收劑量率為0.75kGy/h。

（4）用定壓過濾的方法分別測定經(jīng)輻照后第1組和第2組容量瓶中的污泥比阻。污泥比阻越小，表明污泥脫水性能越好。

（5）測定結果如圖4所示，與實施例1相比，同輻照吸收劑量下污泥比阻較低，但并沒有明顯的增益效果，說明實施例4中將CaTiO₃的添加量從0.02g增加到0.05g后污泥脫水性能并無明顯提升。

本發(fā)明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。