專利名稱：含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法
技術領域：
本發明涉及一種在對受硝基苯污染水體進行活性炭吸附之后產生的污泥進行處理的方法。
背景技術：
2005年11月，松花江水體遭受到硝基苯的污染，其中哈爾濱段最高為硝基苯濃度為0.3161毫克/升，超過國家標準17.59倍。
硝基苯的物質結構穩定，種類多而復雜，屬于生物難降解物質，不能直接用生化方法進行處理。硝基苯類化合物廣泛存在于石油化工、染料、肥皂、制藥等工業廢水中。硝基苯類物質分子結構中具有強拉電子基團硝基，硝基的電負性也即吸電子的能力非常強，所以運用通常化學氧化手段很難破壞硝基苯類物質。因為這類化合物有毒，屬于生物難降解物質。
在處理硝基苯污染水體的工藝中采用了粉末活性炭吸附去除工藝，這些去除工藝效果十分顯著，在原水硝基苯超過國家標準3倍以內的情況下，吸附去除后硝基苯后的水體滿足國家飲用水關于硝基苯的要求。
在對松花江水體進行凈化過程中，吸附了硝基苯等有機物的活性炭及其它懸浮物質在混凝劑的吸附架橋作用下形成了絮體并沉淀成為污泥。對這些污泥的處置如果采用高溫燃燒或填埋等方法，則會造成較高的能源浪費且成本高，又會對環境產生二次污染，并且高溫燃燒煙氣不能直接排放，否則會加劇環境污染；因此對于含有吸附了硝基苯的活性炭的污泥處置問題是治理松花江水污染之后的又一難題。現在，對于其它污染物質污染的水體也常采用活性炭進行吸附，但對于活性炭吸附之后產生的沉淀污泥則都沒有被有效利用，因此存在著資源浪費的問題。
發明內容
針對現有的受硝基苯污染的水體在利用活性炭吸附之后產生的污泥沒有被有效利用，且在對該污泥進行處理過程中存在成本高、二次污染的弊端，本發明提供一種不但可以在無污染條件下對污泥進行處置又可以變廢為寶對其加以利用的處理方法。含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，對受硝基苯污染水體經過活性炭吸附之后產生的沉淀污泥進行脫水，干燥至含水率在30％以下，然后在350～550℃的溫度下活化10～60分鐘，之后進行粉碎即可再用；將污泥在活化過程中產生的含硝基苯廢氣在低溫220～500℃下進行充分催化燃燒，或者使含硝基苯廢氣通過炭纖維吸附裝置進行吸附，即完成對廢氣的無害化處理。本發明針對含銷基苯水體處理后的污泥進行活化之后回用到水處理工藝中，污泥中活化之后的活性炭與污泥中含有的大量金屬鹽在水處理過程中共同起到強化混凝的吸附效果，從而減少了新鮮活性炭投加量。活性炭的再生回用避免了能源的浪費，污泥的回用避免了對環境產生二次污染，從而實現了循環經濟的要求。本發明所述廢氣處理方法經實際測試，對硝基苯去除率可以達到95％以上，排放的氣體完全達到國家要求。因此，本發明不僅使受污染的污泥處置有了一個新途徑，而且使污泥的資源得到了非常好的利用，并且在處理過程中產生的廢氣給予了有效處置，避免了環境污染，利于推廣應用。
具體實施例方式
具體實施方式
一在處理硝基苯污染水體的工藝中通常采用的是活性炭吸附去除工藝，這些去除工藝效果十分顯著，在原水硝基苯超過國家標準3倍以內的情況下，利用活性炭吸附后的水體可以達到國家飲用水標準。去除硝基苯的工藝中每升污水使用的粉末活性炭的量約為40mg，研究表明，受污染水質達標以后，其沉淀污泥中的活性炭含量約為投加量的40％-50％。研究發現，對這些污泥進行脫水干燥后，在一定溫度下保持一段時間，污泥中的活性炭即可活化再生，具有了對硝基苯重新吸附的功效。基于此，本實施方式提供一種含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，實現循環經濟的要求。所采取的措施就是對受污染水體經過活性炭吸附之后產生的沉淀污泥進行脫水，干燥至含水率在30％以下，然后在350～550℃的溫度下活化10～60分鐘，之后進行粉碎即可再用。研究發現，經過上述活化再生工藝之后的污泥，單位重量污泥含活性炭仍為40-50％，其吸附硝基苯的效能約比新鮮活性炭(含活性炭100％)低15-20％；將其回用到水處理工藝中并與其中含有的大量金屬鹽共同作用可以起到強化混凝吸附的效果，從而可以減少新鮮活性炭投加量。對于污泥在活化過程中產生的含硝基苯廢氣，使其在低溫220～500℃下進行充分催化燃燒，或者使含硝基苯廢氣通過炭纖維吸附裝置進行吸附，即完成了對廢氣的無害化處理。
具體實施例方式
二本實施方式對受硝基苯污染水體利用活性炭吸附后的沉淀污泥進行活化的方法為，對含銷基苯水體經過活性炭吸附之后產生的沉淀污泥經濃縮，然后干燥12小時；經測試，污泥中活性炭含量為原始投量的45％，將污泥干燥至含水率在20％；然后在380℃的溫度下活化50分鐘，之后進行粉碎。對于在污泥活化過程中會產生的含硝基苯廢氣，使其進行充分催化氧化燃燒；有機物氣體的充分燃燒可以生成CO2、H2O、N2等排放大氣，而不會像高溫直接燃燒時產生氮氧化物等氣體造成二次污染。
以投加30mgL-1的硫酸鋁為混凝劑，使用前面所述380℃的溫度下活化再生的含活性炭污泥作為吸附劑，與新活性炭對比投加，處理松花江污染原水向攪拌杯中分別投加新活性炭進行混凝實驗新活性炭投加量為10mgL-1時，出水濁度最小為4.8NTU；投加量為40mgL-1時，出水UV254最小為0.083；新活性炭投加量大于10mgL-1時，出水濁度穩定在5.0NTU左右；投加量大于20mgL-1時，出水UV254穩定在0.083左右。
向攪拌杯中分別投加380℃活化再生污泥投加量小于20mgL-1時，出水濁度和UV254分別保持在6.2NTU和0.095左右；投加量增加到40mgL-1時，出水濁度和UV254分別降低至3.9NTU和0.089。
對硝基苯去除效果對比結果可知，當原水中硝基苯含量較低時(低于國家標準17μgL-1)，單獨使用硫酸鋁混凝劑對硝基苯去除率為37.5％，將前述過程所得的活化再生污泥與硫酸鋁混凝劑聯用，按每升污水中投加30mg硫酸鋁與40mgL-1活化再生污泥時，經實際測試，30分鐘以后，硝基苯去除率為55.6％。
具體實施方式
三本實施方式對受硝基苯污染水體利用活性炭吸附后的沉淀污泥進行活化的方法為，對含銷基苯水體經過活性炭吸附之后產生的沉淀污泥進行脫水，污泥中活性炭含量為原始投量的50％，將污泥干燥至含水率在10％，然后在450℃的溫度下活化40分鐘，之后進行粉碎。在污泥活化過程中會產生含硝基苯廢氣，將所產生的廢氣進行充分催化氧化燃燒；有機物氣體的充分燃燒可以生成CO2、H2O、N2等排放大氣，而不會像高溫直接燃燒時產生氮氧化物等氣體造成二次污染。
以投加30mgL-1的硫酸鋁為混凝劑，使用前面所述450℃的溫度下活化再生的含活性炭污泥作為吸附劑，與新活性炭對比投加，處理松花江污染原水向攪拌杯中分別投加新活性炭進行混凝實驗新活性炭投加量為10mgL-1時，出水濁度最小為4.8NTU；投加量為40mgL-1時，出水UV254最小為0.083；新活性炭投加量大于10mgL-1時，出水濁度穩定在5.0NTU左右；投加量大于20mgL-1時，出水UV254穩定在0.083左右。
向攪拌杯中分別投加450℃活化再生污泥投加量為40mgL-1時，出水濁度和UV254分別為4.0NTU和0.088。
對硝基苯去除效果對比結果可知，當原水中硝基苯含量較低時(低于國家標準17μgL-1)，單獨使用硫酸鋁混凝劑對硝基苯去除率為37.5％，將前述過程所得的活化再生污泥與硫酸鋁混凝劑聯用，按每升污水中投加30mg硫酸鋁與40mgL-1活化再生污泥時，經實際測試，30分鐘以后，硝基苯去除率為63.9％。
具體實施例方式
四本實施方式對受硝基苯污染水體利用活性炭吸附后的沉淀污泥進行活化的方法為，對含銷基苯水體經過活性炭吸附之后產生的沉淀污泥進行脫水，污泥中活性炭含量為原始投量的40％，將污泥干燥至含水率在5％，然后在500℃的溫度下活化20分鐘，之后進行粉碎。將所產生的廢氣進行充分催化氧化燃燒，有機物氣體的充分燃燒可以生成CO2、H2O、N2等排放大氣，而不會像高溫直接燃燒時產生氮氧化物等氣體造成二次污染。
以投加30mgL-1的硫酸鋁為混凝劑，使用前面所述500℃的溫度下活化再生的含活性炭污泥作為吸附劑，與新活性炭對比投加，處理松花江污染原水向攪拌杯中分別投加新活性炭進行混凝實驗新活性炭投加量為10mgL-1時，出水濁度最小為4.8NTU；投加量為40mgL-1時，出水UV254最小為0.083；新活性炭投加量大于10mgL-1時，出水濁度穩定在5.0NTU左右；投加量大于20mgL-1時，出水UV254穩定在0.083左右。
向攪拌杯中分別投加500℃活化再生污泥投加量為40mgL-1時，出水UV254穩定在0.088附近；投加量為10mgL-1和20mgL-1時，出水濁度達到最小值3.0NTU。
對硝基苯去除效果對比結果可知，當原水中硝基苯含量較低時(低于國家標準17μgL-1)，單獨使用硫酸鋁混凝劑對硝基苯去除率為37.5％，將前述過程所得的活化再生污泥與硫酸鋁混凝劑聯用，按每升污水中投加30mg硫酸鋁與40mgL-1活化再生污泥時，經實際測試，30分鐘以后，硝基苯去除率為68.4％。另外，發明人試驗向攪拌杯中分別投加新活性炭40mgL-1，新活性炭20mgL-1+380℃活化污泥20mgL-1，新活性炭20mgL-1+450℃活化污泥20mgL-1，新活性炭20mgL-1+500℃活化污泥20mgL-1，進行混凝實驗各種活性炭的組合投加混凝出水UV254無明顯差別，均處在不投加新活性炭和投加40mgL-1新活性炭處理效果之間；摻混低溫再生活性炭的組合投加混凝出水濁度要稍好于高溫再生活性炭的組合投加。硝基苯的含量均低于檢測線以下，大大節約了新鮮活性炭的投加量。
可以看出，使用污泥再生活性炭輔助混凝處理含硝基苯原水，出水濁度和UV254同投加新粉末活性炭時相比基本相當。使用在350℃-550℃下再生的活性炭輔助混凝對去除硝基苯效果明顯，新鮮活性炭與污泥再生活性炭組合投加，能夠使硝基苯的含量均低于檢測線以下，大大節約了新鮮活性炭的投加量。
具體實施例方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同之處在于，在污泥活化過程中會產生含硝基苯廢氣，通過炭纖維吸附裝置使含硝基苯廢氣高效吸附，炭纖維可以進行再生，再生產生氣體通過冷凝器冷凝，貯液分離桶分離出有機溶液，對有機溶劑再進行無害化處置。這一方法對硝基苯去除率達到95％以上，排放的氣體完全達到國家要求。
權利要求
1.含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，其特征在于對受硝基苯污染水體經過活性炭吸附之后產生的沉淀污泥進行脫水，干燥至含水率在30％以下，然后在350～550℃的溫度下活化10～60分鐘，之后進行粉碎即可再用；將污泥在活化過程中產生的含硝基苯廢氣在低溫220～500℃下進行充分催化燃燒，或者使含硝基苯廢氣通過炭纖維吸附裝置進行吸附，即完成對廢氣的無害化處理。
2.根據權利要求1所述的含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，其特征在于沉淀污泥干燥后的含水率為20％，活化溫度為380℃，活化時間為50分鐘；含硝基苯廢氣進行充分催化燃燒即可。
3.根據權利要求1所述的含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，其特征在于沉淀污泥干燥后的含水率為10％，活化溫度為450℃，活化時間為40分鐘；含硝基苯廢氣進行充分催化燃燒即可。
4.根據權利要求1所述的含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，其特征在于沉淀污泥干燥后的含水率為5％，活化溫度為500℃，活化時間為20分鐘；含硝基苯廢氣進行充分催化燃燒即可。
全文摘要
含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，涉及一種污泥的處理方法。現有的受硝基苯污染的水體存在處理成本高、產生的污泥有二次污染的弊端。含硝基苯污泥活化無害化可再生回用的方法，對受硝基苯污染水體經過活性炭吸附之后產生的沉淀污泥進行脫水，干燥后在350～550℃的溫度下活化10～60分鐘，進行粉碎；對于在污泥活化過程中產生的含硝基苯廢氣，使其通過炭纖維吸附裝置進行吸附，或對其進行催化氧化燃燒使之達到排放要求。本發明方法可以使含活性炭污泥再次活化使用，避免了能源的浪費和對環境產生二次污染，減少了新鮮活性炭投加量，實現了循環經濟的要求，同時，對廢氣的無害化處理避免了環境的二次污染，利于推廣應用。
文檔編號C02F11/12GK1803678SQ20051013135
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月29日 優先權日2005年12月29日
發明者許國仁, 李圭白, 李烜, 鄧林煜 申請人:哈爾濱工業大學