[发明专利]一种催化湿式氧化法处理工业污泥的方法

说明书

本发明涉及一种催化湿式氧化法处理工业污泥的方法，该方法包括以下步骤：1)将纤维素加入至工业污泥中，之后升高温度，使纤维素发生原位反应生成催化剂；2)通入氧气，对工业污泥进行催化湿式氧化处理。与现有技术相比，本发明充分利用了催化湿式氧化反应所需的高温条件，在通入氧气进行催化湿式氧化反应之前，利用有机废弃物纤维素原位生成高效的水热碳或水热碳化物催化剂，并利用该催化剂催化工业污泥中的有机物发生湿式氧化反应，不仅实现了工业污泥的无害化、减量化处理，还通过原位反应制备出廉价的催化剂，解决了购买活性炭或其他催化剂的高成本问题，并实现了有机废弃物纤维素的资源化利用，具有较高的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种催化湿式氧化法处理工业污泥的方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展，自然环境已经遭受到严重的影响，尤其是石化、医药、化工、电力、钢铁等高能耗、污染大的行业的快速发展使得我们赖以生存的环境变得危机四伏。以制药行业为例，在医药制造过程中会产生大量的废水，这些制药废水大多采用化学、生物法联用等方式进行处理，同时伴随着工业污泥的产生。尤其是在生物处理阶段产生的剩余污泥，具有高盐、高氨氮、有机物毒性较大等特性，不仅难以处理，而且对环境产生了严重的不利影响。

由于工业污泥往往属于高危害、难生物降解的有机废弃物，因此需要进行妥善处理。为了减少工业污泥的堆积量，通常将工业污泥先进行处理后再进一步处置。其中，处理方法主要包括浓缩、消化、脱水、热干燥、焚烧等，以降低工业污泥中的有机物或含水率；处置方法主要包括堆肥或填埋。然而，由于工业污泥的毒性较大，微生物难以生长，生化性较差，重金属、盐含量高，因此，常规的生物化学方法难以对工业污泥进行有效处理。

湿式氧化法是在高温(150-320℃)和高压(0.5-10MPa)条件下，以空气或氧气为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO₂和H₂O等无机物或小分子有机物的方法。该方法对于处理高浓度有机废水以及含有有毒物质、难以生物降解物质的废水和污泥具有显著成效，与传统的生物处理方法相比，湿式氧化法具有高效、节能和无二次污染等优点，己被广泛应用于石油、化工、制药工业废水、城市污泥等的处理中。采用湿式氧化法处理工业污泥，与常规的压滤-焚烧技术相比，具有以下优势：

1)湿式氧化法不存在尾气处理问题，不会对大气造成污染，可以省去尾气处理装置的成本；

2)湿式氧化法运用更加清洁的电能作为能源，环保性更好；

3)湿式氧化后的水相中COD的主要成分为小分子易降解物质，可以回流至废水处理系统中，提高废水的生化处理效率。

虽然湿式氧化技术是处理高浓度、有毒、有害、难降解有机工业废水和污泥的有效技术之一，但由于湿式氧化的操作条件较为苛刻，限制了湿式氧化技术的广泛应用。通过在湿式氧化处理工艺中添加少量的催化剂，以降低反应所需的活化能，能够达到降低反应温度和压力、提高氧化分解能力和降解效率、缩短反应时间、延缓设备腐蚀和降低成本的目的，因此便出现了催化湿式氧化技术。催化湿式氧化技术是目前处理高浓度难降解废水和污泥最有效的手段之一，也是水处理行业的前沿技术，适用于处理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中产生的含有高化学含氧量(COD500mg/L)或含有生化法无法降解的化合物(如氨氮、多环芳烃、致癌物)的各种工业有机废水、市政和工业污泥。

申请公布号为CN105709745A的中国发明专利公开了一种催化湿式氧化催化剂的制法，催化剂包括下述核壳结构组分，该核壳结构组分是以负载过渡金属的活性炭为核，以含稀土金属的氧化铝或无定形硅铝为壳，其制备方法是负载过渡金属的活性炭采用氨基酸处理后进行打浆，在氧化铝或无定形硅铝与稀土金属复合物的成胶过程中引入活性炭浆液，成胶后经老化等步骤得到催化剂。上述专利公布的技术方案中，虽然催化剂具有较高的反应活性和使用稳定性，但该催化剂的制备过程较为复杂，生产成本高，进而增加了工业污泥的处理步骤和处理成本。

发明内容