一种剩余污泥基粒子电极载体的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污泥固体废物的资源化处置。
【背景技术】
[0002]近年来，我国城镇污水处理厂污水污泥(以下简称污泥)产量随着经济发展和人口增加而迅速增加。污泥是污水处理厂污水处理的副产品，其成分极其复杂，通常是由有机残片、无机颗粒、细菌菌体、胶体等组成的非均质体，其基本成分及含量主要取决于污水来源及处理工艺。由于它具有容量大、不稳定、易腐败、有恶臭、有毒有害的特点，如果不加处理，任意地排放，将会引起严重的二次污染。作为一种具有巨大环境污染危害的废弃物，污泥如何妥善处理处置已经成为公众关注的环境问题。在我国，常用的污泥处置方式有如下几种:污泥直接填埋、污泥农田利用、污泥焚烧干化和污泥热处理、污泥堆肥以及污泥海洋倾倒等。这些处置方式并不能阻止污染，而且容易造成二次污染。对污泥进行减量化和资源化，不仅能实现物质的充分利用、变废为宝，而且能促进循环经济的建立和可持续发展。因此，探讨污泥治理，特别是常见是剩余污泥的减量化、无害化和资源化具有重要的现实意义。
[0003]通过对我国城市污泥主要化学成分分析发现，其中含有的Si02，Al2O3, Fe2O3, CaO,MgO的含量和粘土的成分相似，其配比满足烧制陶粒的要求。如中国专利CN102503505A公开了一种污泥烧制陶粒的方法，将生活污泥脱水后与粘土按照1:1混合制得强度高和比表面积大的污泥陶粒，可用于污水处理中生物载体的生物陶粒；专利CN103130489A公开了一种利用污水厂污泥制备陶粒的技术，按照重量比，污泥:粉煤灰:粘土 = 4:5:2制得污泥陶粒，具有密度小，强度高，保温，隔热，抗震等性能可以取代普通砂石，配制轻集料混凝土 ；专利CN101565297A公开了一种利用污水厂污泥制备陶粒的技术，原料按照重量份为:干化污泥10-35份，转炉钢渣10-25份，粘土 30-80份制得的超轻陶粒，具有轻质，强度高，吸水率小，比表面积大等特点，可用于污水处理的填料和建筑材料。上述各个专利中干化污泥的所占比例都不超过50%，污泥利用率不高，且常常需要三种原料，本专利中污泥陶粒所占比例为60-80%，污泥利用率尚，且只需要两种原料，制备工艺相对简单。
[0004]三维电极反应器有单极性和复极性之分。而复极性反应器床层填充高阻抗粒子，通过在主电极上施加外电压，以静电感应使粒子一端成为阴极，另一端为阳极的粒子电极，这样床层中可形成无数微小的电解池，从而大大增加了电解槽的有效电极面积，并缩短了污染物到达电极表面的距离，实现了高效低耗地处理废水的目的。寻找既有一定阻抗又可导电的粒子是目前研究热点，最新研究结果表明，选用高阻抗粒子，通过浸渍-焙烧法在其表面负载Sb掺杂SnOj^足上述条件。而污泥陶粒也是高阻抗粒子，而且比表面积大，利于负载催化剂。目前尚未见污泥陶粒作为催化剂载体公开报道。
【发明内容】
[0005]本发明要解决剩余污泥利用率低的技术问题，而提供一种剩余污泥基粒子电极载体的制备方法。
[0006]—种剩余污泥基粒子电极载体的制备方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0007]—、将机械脱水后的剩余污泥干燥至绝干污泥，然后粉碎，采用孔径为100目的筛子过筛，得到绝干污泥粉末；
[0008]二、将步骤一得到的绝干污泥粉末和蒙脱石混合均匀，然后加水搅和制成生料球，然后室温干燥；
[0009]三、将步骤二处理后的生料球放入马弗炉中预热，然后升温至焙烧温度，焙烧，然后冷却，得到剩余污泥基粒子电极载体。
[0010]利用剩余污泥陶粒的多孔性能，将陶粒表面负载313-51102可作为剩余污泥基粒子电极，将粒子电极填充于传统的电化学二维电极反应器中，形成三维电极反应器，将三维电极反应器应用于处理模拟印染废水，不仅可以提高反应器的处理效率，而且降低处理能耗。
[0011]本发明的有益效果是:
[0012]1、本发明将部分蒙脱石添加到剩余污泥中生产剩余污泥基粒子电极载体，制备工艺简单，使用原料只有污泥和蒙脱石，使用种类较少，可以最大程度地处理剩余污泥，剩余污泥利用率可达到80%，能简单有效地利用剩余污泥；
[0013]2、本发明制备的剩余污泥基陶粒其外表面粗糙且分布着大小不同的孔洞，其内部也孔隙数量发达，且孔隙种类丰富，增大了比表面积，有利于催化剂负载；
[0014]3、本发明制备的剩余污泥陶粒可用于负载Sb-SnO^f化剂形成负载Sb-SnO 2剩余污泥基粒子电极，将其与二维电极反应器联用，形成了三维电极反应器，负载Sb-SnO2剩余污泥基粒子电极的加入有利于提高反应器处理废水的效率，降低能耗，从而降低污水处理费用；
[0015]4、本发明制备的负载Sb-SnO2剩余污泥基粒子电极处理200mg/L刚果红废水，处理120min时，刚果红的去除率可达到95.97%，COD (化学需氧量)去除率为79.8%，与二维电极反应器相比，刚果红的去除率提高了 18.1%，COD去除率提高了了 I倍，并且能耗降低了 16.8kWh/t。
[0016]本发明用于制备剩余污泥基粒子电极载体。
【附图说明】
[0017]图1?图4为实施例一制备的剩余污泥基粒子电极载体的电镜图，其中图1为表面放大100倍，图2为表面放大1000倍，图3为剖面放大100倍，图4为剖面放大1000倍；
[0018]图5?图8为实施例二制备的剩余污泥基粒子电极载体的电镜图，其中图5为表面放大100倍，图6为表面放大1000倍，图7为剖面放大100倍，图8为剖面放大1000倍；
[0019]图9?图12为实施例二制备的剩余污泥基粒子电极载体的电镜图，其中图9为表面放大100倍，图10为表面放大1000倍，图11为剖面放大100倍，图12为剖面放大1000倍。
【具体实施方式】
[0020]本发明技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】之间的任意组合。
[0021]【具体实施方式】一:本实施方式一种剩余污泥基粒子电极载体的制备方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0022]—、将机械脱水后的剩余污泥干燥至绝干污泥，然后粉碎，采用孔径为100目的筛子过筛，得到绝干污泥粉末；
[0023]二、将步骤一得到的绝干污泥粉末和蒙脱石混合均匀，然后加水搅和制成生料球，然后室温干燥；
[0024]三、将步骤二处理后的生料球放入马弗炉中预热，然后升温至焙烧温度，焙烧，然后冷却，得到剩余污泥基粒子电极载体。
[0025]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中干燥温度为105°C，干燥时间为24h。其它与【具体实施方式】一相同。
[0026]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤一中采用粉碎机进行粉碎，粉碎时间为lmin。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0027]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤二中按照质量份数，绝干污泥粉末为60?80份，蒙脱石为20?40份。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0028]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤二中蒙脱石的尺寸为1000目。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0029]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤二中生料球的直径为4?6_。其它与【具体实