一種利用新型雙氧化劑系統改善污泥脫水性能的方法技術方案

本發明專利技術涉及污泥脫水領域，公開了一種以利用新型雙氧化劑系統改善污泥脫水性能的方法。本發明專利技術通過以下步驟來實現：一、配制KMnO

Method for improving sludge dewatering performance by using new double oxidant system

The invention relates to the field of sludge dewatering, and discloses a method for improving sludge dewatering performance by using a new double oxidizer system. The invention is realized by the following steps: 1. Preparing KMnO;

【技術實現步驟摘要】
一種利用新型雙氧化劑系統改善污泥脫水性能的方法（一）
本專利技術屬于污泥脫水
，具體涉及一種利用新型雙氧化劑系統改善污泥脫水性能的方法。（二）
技術介紹
人類生活與工業生產所產生和排放的污水必須經過處理達標后才能排放到自然水體中。污水處理的方法繁多，其中活性污泥法是使用最廣泛的污水生化處理主流技術。其廣泛使用不可避免地會產生大量的剩余活性污泥，我國2015年產生剩余活性污泥3512.5萬噸。雖然不同來源的污水產生不同組成和性質的活性污泥，但其排放的剩余活性污泥中大都含有重金屬、病原菌、病毒微生物等，這些物質對生態環境和人類健康具有一定的危害性，因此，必須安全合理地處理處置剩余活性污泥。當前，我國剩余活性污泥處理率不高、處理技術亟待提高，迫切需要提高剩余活性污泥的處理處置水平和綜合利用技術。在污泥處理與處置中，污泥調理是必不可少的一步，其主要是通過化學、物理和生物方法改變污泥性質，調整污泥膠體粒子的排列狀態，克服典型排斥力，減少其與水的親合力，增大絮體凝聚力、顆粒尺寸，從而改善污泥脫水性能，提高最終濾餅含固率。相對于物理調理和生物調理，化學調理因操作簡單、對設備要求低、成本較低等優點而往往成為首選。近年來，基于硫酸根自由基（SO4-·）高級氧化技術在廣泛應用于水中有機物的去除。與·OH（E0=+1.8-2.7V）相比，中性條件下SO4-·具備更高的標準還原電位（E0=+2.5-3.1V），對目標污染物具有更強的選擇性。此外，SO4-·具有更長的半衰期（4s，·OH的半衰期為1μs），可延長其與目標污染物的持續接觸時間，從而更高程度地氧化目標污染物。SO4-·可以通過活化過一硫酸氫鉀復合鹽Oxone（其主要活性物質是過硫酸氫鉀KHSO5（Peroxymonosulfate，PMS））產生。PMS屬于H2O2的衍生物，標準還原電位E0=+1.82V，高于H2O2（E0=+1.76V）和KMnO4（E0=+1.68V），是一種較強的氧化劑，廣泛應用于游泳池水的消毒。在未活化的情況下，Oxone對有機污染物的氧化能力有限，但在過渡金屬離子等存在的條件下可以產生強氧化活性的SO4-·，高效去除有機污染物。（三）
技術實現思路
本專利技術首次將KMnO4和PMS雙氧化劑系統應用于改善活性污泥的脫水性能，能有效氧化活性污泥中的有機物，從而提高活性污泥的脫水性能。本專利技術解決技術問題所采用的技術方案為：一種利用新型雙氧化劑系統改善污泥脫水性能的方法，具體按以下步驟進行：一、配制1mol/LKMnO4水溶液和1mol/L過硫酸氫鉀（PMS）水溶液；二、向活性污泥中投加KMnO4水溶液：將配制好的KMnO4水溶液加到活性污泥中，混合攪拌30~60min；二、向活性污泥中投加過硫酸氫鉀（PMS）水溶液：將配制好的PMS水溶液加到活性污泥中，反應240~360min。作為優選，步驟二中KMnO4在活性污泥中的濃度為2.0~4.0mmol/g揮發性懸浮固體（VolatileSuspendedSolid,VSS）。作為優選，步驟三中PMS在活性污泥中的濃度為1.0~2.0mmol/gVSS。錳氧化物對PMS具備良好的催化活性，不同金屬氧化物在PMS溶液中的催化活性符合如下規律：Mn3O4>Co3O4>Fe3O4.不同氧化狀態的錳氧化物對PMS表現出不同的催化性能，并符合Mn2O3>MnO>Mn3O4>MnO2的規律。錳氧化物的對PMS的催化活性還取決于其形貌和晶相。眾所周知，KMnO4在氧化有機物的過程中能夠生成新生態水合二氧化錳。新生態二氧化錳具有很高的活性、良好的吸附特性和一定的混凝除濁效果。基于此，我們嘗試將KMnO4和PMS雙氧化劑聯合使用，應用于改善污泥的脫水性能。通過KMnO4在氧化污泥中有機物和胞外聚合物過程中形成的新生態水合二氧化錳，能夠高效催化PMS產生強氧化活性的SO4-·從而改善污泥的脫水性能。所使用的兩種氧化劑價格低廉、綠色環保，具備良好的市場應用前景。本專利的機理是利用KMnO4在氧化有機物和胞外聚合物的過程中形成的新生態水合二氧化錳活化PMS產生強氧化活性的SO4-·，從而提高活性污泥的脫水性能。本專利技術有益效果如下：1.KMnO4在氧化過程中形成的新生態水合二氧化錳對PMS具備高效的催化活性，產生SO4-·能夠氧化活性污泥中的有機物，提高活性污泥的脫水性能。2.KMnO4和PMS價格低廉、綠色環保，具備在給水處理廠和污水處理廠推廣應用的潛力，具備良好的社會效益。（四）附圖說明圖1為實施例1、比較例1~2中活性污泥脫水效果隨反應時間的變化曲線圖。（五）具體實施方式本專利技術技術方案不局限于以下例舉具體實施方法，還包括各具體實施方式間的任意組合。為了驗證本專利技術的有益效果，以杭州市七格污水處理廠活性污泥作為處理對象，選擇污泥毛細吸水時間（CST）為評價指標進行以下實驗：實施例1：利用KMnO4和PMS對活性污泥進行脫水的實驗，按以下方法進行：先將配制好的KMnO4水溶液加到活性污泥中，KMnO4在活性污泥中濃度為2.0mmol/gVSS，混合攪拌30min；然后將配制好的PMS水溶液加到活性污泥中，PMS在活性污泥中濃度為1.0mmol/gVSS，反應240min。比較例1：利用KMnO4對活性污泥進行脫水的實驗，按以下方法進行：將配制好的KMnO4溶液加到活性污泥中，KMnO4在活性污泥中濃度為2.0mmol/gVSS，混合攪拌30min。比較例2：利用PMS對活性污泥進行脫水的實驗，按以下方法進行：將配制好的PMS溶液加到活性污泥中，PMS在活性污泥中濃度為1.0mmol/gVSS，混合攪拌30min。實施例1、比較例1~2中活性污泥脫水效果隨反應時間的變化曲線圖見圖1。從圖中可以看出，單獨投加KMnO4或者PMS，活性污泥的脫水性能并沒有邊線變化；而將KMnO4和PMS聯合使用可以顯著提高活性污泥的脫水性能。由此可見，KMnO4和PMS雙氧化劑系統可以明顯改善活性污泥的脫水性能，具有良好的應用前景。以上僅列舉了本專利技術的優選實施方案，本專利技術的保護范圍并不限制于此，本領域技術人員在本專利技術權利要求范圍內所作的任何改變均落入本專利技術保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用新型雙氧化劑系統改善污泥脫水性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：一、配制1?mol/L?KMnO

【技術特征摘要】
1.一種利用新型雙氧化劑系統改善污泥脫水性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：一、配制1mol/LKMnO4水溶液和1mol/L過硫酸氫鉀（PMS）水溶液；二、向活性污泥中投加KMnO4溶液：將配制好的KMnO4溶液加到活性污泥中，混合攪拌30~60min；三、向活性污泥中投加過硫酸氫鉀溶液：將配...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧靖，林翰，蔡顯威，單依雯，紀景卉，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33