[发明专利]一种微波辅助交联环糊精处理焦化污泥的方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种焦化污泥处理技术，尤其涉及一种使用微波辅助交联环糊精处理焦化污泥的方法，是焦化污泥无害化处理的新方法。

背景技术

污泥处理即污泥经单元工艺组合处理，达到减量化、稳定化、无害化的全过程，近年来，随着可持续发展理念的深入，污泥的资源化处理日趋获得重视，目前国内外污泥处理处置所依循的原则均是减量化、稳定化、无害化和资源化。污泥资源化处理包含两个方面理念：一是将污泥处理至可利用的资源，如制造生物肥料或工程材料等，实现变废为宝；二是采用节能降耗节省投资的处理工艺。目前国内外常用的污泥处理工艺包括生化和物化两种处理路线。

污泥处理的一类对象为焦化污泥，焦化污泥是焦化废水处理过程所排放的污泥，其中不仅有难降解的有机污染物，还有不同含量的重金属以不同的化学形态存在，这种复杂组分状况直接对环境构成更大的风险，并影响着污泥处置方法的选择。

现有技术中公开了使用微波参与污泥处理过程的方法，孙德栋等人在“微波联合活性炭纤维处理剩余污泥的研究”（环境科学与技术,2011,34(8):143-146）研究中表明，当微波功率700W，辐照时间60s，活性炭纤维投加量0.32g/gSS（每克悬浮固体）时，污泥分解率可达30.9%，与单独微波辐照相比，污泥分解率增大一倍。董誉等人在“微波纳米磁粉协同作用处理污泥的研究”（环境工程学报,2011,5(3):680-684）一文中提到在微波和纳米磁粉的协同作用下，污泥快速发生水解，5min内VSS（挥发性悬浮物）溶解率达到34162%，COD（化学需氧量）溶出率达到13138%，在显微镜下观察到污泥微生物细胞发生了破裂；污泥沉降性能得到改善，破解前后污泥10min的沉降速率分别为1818mL/min和1916mL/min，500mL破解前后污泥的30minSV（沉降体积）分别为275mL和253mL；破解后污泥离心脱水含水率为84176%，其体积是原污泥体积的7187%。刘佳等人在“微波辐照与碱联合处理污泥的试验研究”（环境污染与防治,2008,30(12):62-65）中研究结果显示在相同NaOH投加量下，达到相同污泥减少率（减量20%左右）时，用热碱处理需要0.5h，而微波辐照/碱处理只需120s。微波辐照/碱处理可以加剧污泥的溶胞作用，在微波辐照功率为800W，辐照时间为120s，NaOH投加量为0.16g/gSS时，SS溶解率达到19.7%；处理后污泥中溶解性SCOD（溶解性化学需氧量）增至3107mg/L，比处理前增加了约11倍；TN（总氮）增至59.9mg/L，比处理前增加了约2.7倍；TP（总磷）增至23.9mg/L，比处理前增加了约0.9倍；NH⁺⁴-N减至3mg/L左右。

环糊精（Cyclodextrin,CD）为一种可用于污染物生物处理技术的物质，是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，环糊精分子形成包含亲水性外表面和疏水性内空洞的略呈锥形的圆环结构，该结构使环糊精具有包合作用，其能与污染物形成稳定的包络物，从而减少环境污染，可用于生物法处理工业废水，具有环保上的应用价值。环糊精中最常见的是分别含有6、7和8个葡萄糖基单元的α-CD、β-CD和γ-CD，其中β-CD又以孔洞大小适中且生产成本低，成为目前工业化大量生产并广泛应用的环糊精产品。但由于环糊精在水中的溶解度小等结构特性，不利于其对污染物的吸附，使其环保应用受到限制，为修正结构缺陷以扩大其应用范围，需要对其进行修饰改性以增强其与污染物接触及沉降的能力。环糊精的改性分为化学改性和酶法改性两种，其中化学改性相对重要，是指在保持基本环骨架不变的情况下，利用环糊精分子中的羟基等反应性基团进行酞化、酷化、氧化和交联等化学反应，在分子中引入新的功能基团，以达到特殊的应用目的。