一種微波輔助交聯(lián)環(huán)糊精處理焦化污泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種焦化污泥處理技術(shù)，尤其涉及一種使用微波輔助交聯(lián)環(huán)糊精處理焦化污泥的方法，是焦化污泥無害化處理的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]污泥處理即污泥經(jīng)單元工藝組合處理，達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化的全過程，近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入，污泥的資源化處理日趨獲得重視，目前國(guó)內(nèi)外污泥處理處置所依循的原則均是減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。污泥資源化處理包含兩個(gè)方面理念:一是將污泥處理至可利用的資源，如制造生物肥料或工程材料等，實(shí)現(xiàn)變廢為寶；二是采用節(jié)能降耗節(jié)省投資的處理工藝。目前國(guó)內(nèi)外常用的污泥處理工藝包括生化和物化兩種處理路線。
[0003]污泥處理的一類對(duì)象為焦化污泥，焦化污泥是焦化廢水處理過程所排放的污泥，其中不僅有難降解的有機(jī)污染物，還有不同含量的重金屬以不同的化學(xué)形態(tài)存在，這種復(fù)雜組分狀況直接對(duì)環(huán)境構(gòu)成更大的風(fēng)險(xiǎn)，并影響著污泥處置方法的選擇。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中公開了使用微波參與污泥處理過程的方法，孫德棟等人在“微波聯(lián)合活性炭纖維處理剩余污泥的研究”(環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34(8): 143-146)研究中表明，當(dāng)微波功率700W，輻照時(shí)間60s，活性炭纖維投加量0.32g/gSS(每克懸浮固體)時(shí)，污泥分解率可達(dá)30.9%，與單獨(dú)微波輻照相比，污泥分解率增大一倍。董譽(yù)等人在“微波納米磁粉協(xié)同作用處理污泥的研究”(環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2011，5(3):680-684)—文中提到在微波和納米磁粉的協(xié)同作用下，污泥快速發(fā)生水解，5min內(nèi)VSS (揮發(fā)性懸浮物)溶解率達(dá)到34162%，C0D (化學(xué)需氧量)溶出率達(dá)到13138%，在顯微鏡下觀察到污泥微生物細(xì)胞發(fā)生了破裂;污泥沉降性能得到改善，破解前后污泥l(xiāng)Omin的沉降速率分別為1818mL/min和1916mL/min，500mL破解前后污泥的30minSV(沉降體積)分別為275mL和253mL;破解后污泥離心脫水含水率為84176%，其體積是原污泥體積的7187%。劉佳等人在“微波輻照與堿聯(lián)合處理污泥的試驗(yàn)研究”(環(huán)境污染與防治，2008,30(12):62-65)中研究結(jié)果顯示在相同NaOH投加量下，達(dá)到相同污泥減少率(減量20%左右)時(shí)，用熱堿處理需要0.5h，而微波輻照/堿處理只需120s。微波輻照/堿處理可以加劇污泥的溶胞作用，在微波輻照功率為800W，輻照時(shí)間為120s，Na0H投加量為
0.16g/gSS時(shí)，SS溶解率達(dá)到19.7%;處理后污泥中溶解性30)0(溶解性化學(xué)需氧量)增至3107mg/L，比處理前增加了約11倍;TN(總氮)增至59.9mg/L，比處理前增加了約2.7倍;TP(總磷)增至23.9mg/L，比處理前增加了約0.9倍;NH+4_N減至3mg/L左右。
[0005]環(huán)糊精(Cyclodextrin,⑶)為一種可用于污染物生物處理技術(shù)的物質(zhì)，是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產(chǎn)生的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱，環(huán)糊精分子形成包含親水性外表面和疏水性內(nèi)空洞的略呈錐形的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使環(huán)糊精具有包合作用，其能與污染物形成穩(wěn)定的包絡(luò)物，從而減少環(huán)境污染，可用于生物法處理工業(yè)廢水，具有環(huán)保上的應(yīng)用價(jià)值。環(huán)糊精中最常見的是分別含有6、7和8個(gè)葡萄糖基單元的a-CD、f3_⑶和γ-CD，其中β-⑶又以孔洞大小適中且生產(chǎn)成本低，成為目前工業(yè)化大量生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的環(huán)糊精產(chǎn)品。但由于環(huán)糊精在水中的溶解度小等結(jié)構(gòu)特性，不利于其對(duì)污染物的吸附，使其環(huán)保應(yīng)用受到限制，為修正結(jié)構(gòu)缺陷以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，需要對(duì)其進(jìn)行修飾改性以增強(qiáng)其與污染物接觸及沉降的能力。環(huán)糊精的改性分為化學(xué)改性和酶法改性兩種，其中化學(xué)改性相對(duì)重要，是指在保持基本環(huán)骨架不變的情況下，利用環(huán)糊精分子中的羥基等反應(yīng)性基團(tuán)進(jìn)行酞化、酷化、氧化和交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng)，在分子中引入新的功能基團(tuán)，以達(dá)到特殊的應(yīng)用目的。
[0006]關(guān)于改性環(huán)糊精，特別是交聯(lián)環(huán)糊精在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，周玉青等人在“用新型交聯(lián)β-環(huán)糊精處理苯酚廢水”(化學(xué)反應(yīng)工程與工藝，2011，27(5):477-480)—文中提到交聯(lián)環(huán)糊精的再生吸附率達(dá)到88%以上，這一再生吸附是在不斷補(bǔ)充損失量的情況下，文章沒有提及交聯(lián)環(huán)糊精在吸附和再生過程損失，以及如何解決這種損失。王海軍等人在“HDI改性β-環(huán)糊精及其焦化廢水處理”(生物加工過程，2013，11 (6): 82-85)中發(fā)現(xiàn)，HD1-13-CD的吸附性能可以再生，重復(fù)再生10次后吸附率仍在58.1%，但沒有提及HD1-β-⑶在使用過程中的質(zhì)量損耗問題。在中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201410639016.7中，提供了一種超聲輔助條件下使用交聯(lián)劑來改性環(huán)糊精的方法，制備的改性環(huán)糊精交聯(lián)聚合物呈現(xiàn)規(guī)則形貌，可用于有機(jī)廢水的處理，在廢水處理過程中具有很強(qiáng)的再生性，并且吸附和再生過程的質(zhì)量損失小于20%。
[0007]基于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明著眼于開發(fā)一種新型的焦化污泥處理技術(shù)，通過微波輔助具有優(yōu)良性能的交聯(lián)環(huán)糊精進(jìn)行污泥處理，以期取得更好的焦化污泥無害化處理效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無害化處理焦化污泥的新方法，利用微波技術(shù)輔助交聯(lián)環(huán)糊精，能夠有效去除焦化污泥中的酚類、苯類、重金屬離子等污染物，同時(shí)縮短交聯(lián)環(huán)糊精處理時(shí)間，提高處理效果。
[0009 ]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種微波輔助交聯(lián)環(huán)糊精處理焦化污泥的方法，包括步驟為:將交聯(lián)環(huán)糊精加入待處理的焦化污泥中，再使用微波持續(xù)輻照所述焦化污泥進(jìn)行無害化處理。
[0010]優(yōu)選地，處理焦化污泥的具體步驟為:
1.將所述焦化污泥放入容器中；
Π.將所述交聯(lián)環(huán)糊精進(jìn)行包裹后放入所述焦化污泥中；
m.將盛放所述焦化污泥的容器放入包含微波發(fā)生器的微波輔助反應(yīng)裝置中，設(shè)定微波發(fā)生功率和時(shí)間；
IV.開啟所述微波發(fā)生器，按照設(shè)定時(shí)間對(duì)所述焦化污泥進(jìn)行持續(xù)輻照。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟Π中使用濾網(wǎng)包裹所述交聯(lián)環(huán)糊精。
[0012]優(yōu)選地，所述交聯(lián)環(huán)糊精具有規(guī)則形貌。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述交聯(lián)環(huán)糊精為球形改性環(huán)糊精交聯(lián)聚合物，該交聯(lián)環(huán)糊精采用常用環(huán)糊精為原料，如a-CD、i3_CD和γ -CD中的一種或多種的混合，通過交聯(lián)聚合反應(yīng)并加入分散劑的方式制備，所述交聯(lián)環(huán)糊精在廢水處理過程中具有很強(qiáng)的再生性，并且吸附和再生過程的質(zhì)量損失小，用于焦化污泥處理也可取得較好的效果。
[0014]優(yōu)選地，本發(fā)明可處理的所述焦化污泥的濃度范圍為5-15000mg/L，相應(yīng)的加入的交聯(lián)環(huán)糊精的量可以是l-1000g/L。
[0015]優(yōu)選地，所述所述微波功率控制在10-1000W，輻照時(shí)間為5-360min。
[0016]本發(fā)明焦化污泥處理方法處理的焦化污泥主要污染物包括:酚類、苯類、萘系