[发明专利]一种剩余活性污泥的减量脱卤工艺

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种剩余活性污泥的减量脱卤工艺。

背景技术

可吸附有机卤化物(AbsorbableOrganicHalogens，AOX)是一项表征有机卤化物的国际性水质指标，包括氯化物、溴化物和碘化物，不包括氟化物。AOX中的大多数成分具有高毒性，且为亲脂性，这些成分持久稳定地存在于水环境中，并通过食物链的富集对生物有机体造成潜在危害。

有机卤化反应是向有机物分子中引入卤素原子制备含卤化合物的化学过程，有机化合物分子中引入卤素原子后，其理化性质发生一定的变化，常使有机分子具有极性或极性增加，反应活性增强，容易被其他原子或基团所置换，生成多种新的化合物。

含卤精细化学品的应用范围很广，涉及国民经济的各个领域，广泛用于医药、农药、兽药、染料、感光、电子、液晶、日化、食品、添加剂、化工助剂、纺织、造纸、建材、交通、电器、涂料、塑料、橡胶、有机合成、水处理剂等领域，有机卤化物的制备和应用已成为化工领域的重要组成部分，使得有机卤化物面临直接或间接向环境大量排放的问题。

在水环境领域，1987年德国首先在联邦废水法中规定了AOX的排放限值，英国、瑞典、荷兰、比利时、挪威、澳大利亚等国家也相继规定了废水中AOX的排放标准。美国环保局提出的129种优先污染物中，卤代有机物约占60％。以AOX表征的有机卤化物已成为一项国际性水质指标，但我国对AOX的研究还刚刚起步。从我国在1996年的《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中首次规定综合排放废水中AOX的排放限值以来，AOX的排放越来越受到关注，国家分别对制浆造纸、纺织印染、麻纺等行业废水中AOX的排放量进行了限制。

当前，活性污泥工艺广泛应用于工业废水和市政污水的处理中，而在处理含AOX废水方面，活性污泥法也为主要方法。活性污泥具有可吸附性，能够吸附AOX，将AOX从水中转移至活性污泥中；而在废水处理过程中，污泥中的微生物因代谢作用也会产生种类更多、稳定性更强的中间有机卤化物，使得AOX在污泥中大量累积；上述两种情况势必会产生大量的含AOX的剩余活性污泥。由于剩余污泥产量大、处理费用高、富集的AOX等污染物易产生二次污染，因此，上述类型污泥的减量化、卤代有机物的无害化已成为国际上亟待解决的环境难题之一。

针对卤代物的脱卤，多见于含卤废水的处理，包括还原脱卤、氧化脱卤、专用微生物脱卤等方法。例如，公开号为CN103721715A的发明专利公开了一种负载活性炭纳米零价铁材料的还原脱卤反应，使用零价铁的还原技术可对卤代有机物高效脱卤，且操作简单、有效。但以纳米零价铁材料制备加工费用较高，仅依靠零价铁还原脱卤，存在脱卤不彻底，不具备污泥减量功能，削弱了其工程应用的实用价值，从而限制了零价铁还原脱卤技术的商业化和工业应用。

由于早期研究者对剩余活性污泥的脱卤关注极少，从而导致其对含卤剩余活性污泥的脱卤的研究和报道甚少，目前难以寻觅相关的报道。

发明内容

本发明提供了一种剩余活性污泥的减量脱卤工艺，能够解决含AOX剩余污泥产量大、处理费用高、易产生二次污染的问题，是一种廉价、易操作的剩余活性污泥减量、脱卤、回收碳源的处置方法。

一种剩余活性污泥的减量脱卤工艺，包括以下步骤：

(1)脱卤：向剩余活性污泥中投加过量的铁粉，进行还原脱卤反应，获得反应液I；

(2)氧化：向反应液I中加入氧化剂，进行氧化反应，获得反应液II；

(3)水解：向反应液II中加入碱性水解剂，进行水解反应，获得反应液III；

(4)絮凝：向反应液III中投加絮凝剂，经板框压滤后，获得滤液和滤渣。

本发明所述的剩余活性污泥是指含水量小于90％的剩余活性污泥。

步骤(1)中，向剩余活性污泥中加入过量的铁粉后，铁粉与剩余活性污泥中富集的卤素有机物发生还原脱卤反应，具体包括以下三种途径：

(1)加氢：R-X+Fe⁰+H⁺→RH+Fe²⁺+X^-

(2)还原消除：

Fe⁰+H₂O⁺→Fe²⁺+H₂+2OH^-

Fe²⁺+R-X+H⁺→Fe³⁺+RH+X^-