[发明专利]Fe3+

说明书

一种Fe³⁺负载复合催化剂及其制法和类芬顿污泥脱水预处理方法，属于城镇固体废弃物处置与资源化利用领域。该Fe³⁺负载复合催化剂的载体为污泥颗粒与粘土矿物，其中，按质量比，污泥颗粒：粘土矿物＝(3～5)：1；Fe³⁺负载复合催化剂中Fe³⁺的平均负载量为5～10mmol/g。其制法为：将载体混合后，加入FeCl₃溶液，造粒，干燥煅烧制得。将该Fe³⁺负载复合催化剂中，以Fe³⁺替代Fe²⁺，与H₂O₂在原污泥pH条件下发生类芬顿反应，从而对污泥进行高效、经济的污泥强化脱水预处理。Fe³⁺负载复合催化剂可以回收利用。该方法可以使污泥达到快速且高效脱水的目的，减少污泥后续处理成本，实现了以废治废，具有经济性和实效性。

技术领域

本发明属于城镇固体废弃物处置与资源化利用的技术领域，具体地说是一种Fe³⁺负载复合催化剂及其制法和类芬顿污泥脱水预处理方法。

背景技术

我国对污水处理越来越重视，污水处理已经达到相当高的水平，而污泥处理处置水平有待提高。目前，大部分城市污水处理厂采用生化工艺处理污水，在此过程中必然会产生大量的生化污泥，污泥通常组分复杂，变异性大，水分含量高(通常≥99％以上)，经浓缩处理后的污泥，含水率仍然在90％以上，体量庞大，给运输、贮存和使用带来不便，并有可能造成环境的二次污染。因此，污泥脱水已成为污泥处理处置过程中的重要环节。为提高污泥的过滤脱水性能，需要对污泥进行调理。常用的污泥调理技术主要分为物理法(冻融、机械能、加热、微波、高压处理等)、化学法(酸碱、添加絮凝剂、芬顿处理等)和生物法(污泥的好氧和厌氧消化处理)三类。以上方法在实际中都有应用，但因化学法具有操作简单、运行成本较低、调理效果稳定等优势，是目前使用最广泛的方法。化学法中，芬顿处理具有方便快捷，易于操作等优点在工业过程中得到了广泛的应用。但是传统芬顿反应中需要强酸环境，pH适用范围较窄，而且Fe²⁺的添加容易产生铁泥且不能回收利用，因此一定程度限制了传统芬顿反应的应用。

发明内容

本发明要解决的问题就是提供一种Fe³⁺负载复合催化剂及其制法和类芬顿污泥脱水预处理方法，该方法是基于高级氧化的方法，本方法以剩余污泥为催化剂支撑材料，配以粘土矿物，制备负载型催化剂，以Fe³⁺替代Fe²⁺，与H₂O₂在原污泥pH条件下发生类芬顿反应，从而对污泥进行高效、经济的污泥强化脱水预处理。采用本发明可以使污泥达到快速且高效脱水的目的，减少污泥后续处理成本，同时催化剂制备体现了以废治废的思想，本发明是一种经济、实效的污泥强化脱水预处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种Fe³⁺负载复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：污泥预处理

将污泥进行脱水、干燥、研磨、过筛，得到≥60目的污泥颗粒；

步骤2：

将污泥颗粒与粘土矿物混合，得到混合物；其中，按质量比，污泥颗粒：粘土矿物＝(3～5)： 1；

向混合物中，加入物质的量浓度为20～40mmol/L的FeCl₃溶液，同时加入EDTA-2Na，搅拌均匀，造粒，得到陶粒；其中，按体积比，混合物：FeCl₃溶液＝1：(1～1.5)；EDTA-2Na 的加入量占污泥颗粒的质量百分比为0～0.5％；

步骤3：干燥煅烧