[发明专利]一种提高化工废水可生化性的污泥炭基微电解填料及其制法和应用

说明书

本发明提出了一种提高化工废水可生化性的污泥炭基微电解填料及其制备方法和应用，属于环境工程技术领域。污泥炭基铁碳填料，包括如下重量配比的原料：污泥炭粉末20~40wt%、还原铁粉15~40wt%、催化剂0~25wt%、粘结剂10~40wt%、造孔剂2~5wt%。该污泥炭基铁碳微电解填料不仅制备方法简单，易于工业化生产，只需将脱水干化污泥与铁、铜等等金属或金属氧化物按照比例混合均匀挤压成型为规则形状，通过无氧烧结可制备得到多孔烧结微电解，易于规模生产，高效实现污泥减量化与材料化利用，还能有效将化工废水中2‑己醇、苯胺、对异丙基苯胺、2,6‑二叔丁基苯酚、2,5‑二硝基苯甲酸、3,5‑二甲基‑4‑庚酮等特征污染物降解，是一种价格低廉、实用性强的材料。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种提高化工废水可生化性的污泥炭基微电解填料及其制法和应用。

背景技术

随着我国化工产业年均产值不断增加，为我国经济带来突飞猛进的贡献的同时，化工行业在生产加工产品、处理化工废弃物等环节产生的有毒有害物质给环境带来了巨大的威胁。化工污泥是一种由污水处理厂处理化工废水过程中产生的固体废弃物，属于危险固废。污泥的资源化利用不仅可以将污泥就地处置减量化和材料化，还能以化工废水为处理对象，实现污泥材料在污水处理厂提质增效的内循环路径。

以中国石化南化公司为例，南化公司剩余污泥年产量约800-1000吨，该污泥含有有机质含量45-70%，无机金属中Fe (1.5-30g/kg)、Al (1.0-20g/kg)、Mn (0.2-5g/kg)含量较高，能吸附污水中85%以上的有毒有害物质，化工行业污水处理过程产生的剩余污泥已经被定义为“危废”，需要经过浓缩脱水后处置，若不加以安全处置，将会对环境造成严重的二次污染，然而处置费用成本高昂。以污水处理厂脱水污泥为原料，可基于此开发用于污水处理的炭基功能材料，其中污泥热解碳化制备活性炭的技术开发有很高的认可度。

污泥是一种有机物含量高，金属含量多及种类丰富的资源，其金属在高温碳化反应下转化为具有催化作用的氧化形态。在高温高压的水热过程中，将污泥中部分有机质进行分解，有利于形成炭骨架和孔道，增加生物炭的比表面积和孔道内部的活性基团。

我国提高废水中污染物排放指标，离不开有效的预处理手段和深度处理方法。微电解也称为内电解法，是利用金属腐蚀原理，不通电的条件下，使铁碳间电位差构成原电池，利用电位差降解废水中的有机物。铁碳微电解技术因其具有原料价格低廉、工艺操作简单、适用范围广泛，在国内外受到广泛重视，主要应用于石油化工、电镀、制药等行业的污水前期处理，并取得了较好的处理成果。

经对相关专利及文献检索，现有技术如下：CN113321275 A公布了一种铁碳微电解填料及其制备方法，制备方法如下：将海绵铁粉、活性炭粉、碳纤维、黏结剂、二氧化硅粉、珍珠岩混合，将矿物纤维和脱水好氧污泥混合，再将两种预混料混合得到的铁碳微电解混料，连同水包裹在中心球载体表面生成初成品；将初成品填料经低温、高温两阶段煅烧生成半成品；将半成品进行表面改性生成铁碳微电解填料。该方法虽然避免铁碳微电解填料板结问题，但制备工序复杂、耗时。专利号CN 107021547 A公布了一种铁碳微电解填料的制备方法及其产品，该方法将铁粉、污泥粉末、活性剂和脱水污泥混合制成球状，经过前后低温、高温两步焙烧生成铁碳微电解填料，进一步用于抗生素生产废水。该方法虽然工艺简单，但铁碳混合比例高，填料中铁含量较高时，COD去除率下降。CN 112266140 A公布了一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，该方法在人工湿地内嵌生物膜耦合铁碳电解反应对污水厂的未税进行处理，虽然解决了人工湿地堵塞的问题，但地域限制，应用范围小。

发明内容

本发明目的在于提供一种污泥炭基铁碳微电解填料及其制备方法，将其应用于提高化工废水预处理的工艺。

本发明的主要技术方案：提高化工废水可生化性的污泥炭基微电解填料，其特征在于，包括如下重量配比的原料：污泥炭粉末20~40wt%、还原铁粉15~40wt%、催化剂0~25wt%、粘结剂10~40wt%、造孔剂2~5wt%。