一種稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，其特征在于，具體步驟包括:取稀土礦石生產(chǎn)中含混合稀土氧化物5wt％-10wt％的廢渣，將所述的廢渣和重量比濃度為10％-60％的鹽酸按照重量比1∶1-4混合，充分攪拌活化6-12小時，靜置沉淀，固液分離，所述的固體即為混合稀土氧化物；取活性污泥，加入活性炭粉末和混合稀土氧化物，攪拌2.5～3.5h，停止攪拌1.5～2.5h，停止攪拌時，活性碳粉末及混合稀土氧化物漂浮在水面，重復進行攪拌和停止攪拌的步驟，2天～7天后，停止攪拌時，活性碳粉末及混合稀土氧化物不再上浮，除去上面的水層，得到稀土-活性炭生物催化氧化污泥。本發(fā)明用于處理廢水時COD去除率高。
【專利說明】一種稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用混合稀土氧化物和活性炭粉末植入活性污泥中，制成具有生物催化氧化的活性污泥技術，能有效提高活性污泥法的處理效果。

【背景技術】
[0002]水污染是我國環(huán)境污染重點，全國主要流域大多在4類水質(zhì)，嚴重影響生活用水和工農(nóng)業(yè)用水，而污水處理方法中活性污泥法是主要方法之一，其中最大量的生活污水基本都用各種類型的活性污泥法處理，主要原因是處理效果好，運行成本低廉。
[0003]活性污泥法是利用微生物和后生動物，分解污水中有機物質(zhì)的一種方法，水中有機物質(zhì)分為易降解和難降解二類，其中易降解有機物容易被微生物降解，而難降解有機物則不容易分解，因此污水處理效果有一定限制，特別對于部分工業(yè)廢水，其可生化性較差(一般稱B/C較低)，處理效果受到很大局限，如何提高活性污泥法的處理效率，一直是污水處理學者研宄的重點。
[0004]稀土元素是一類新型催化劑，所謂稀土元素是指元素周期表中第三族副族元素57號元素鑭及鑭系14個元素加上21號鈧，39號釔共17個元素，由于它們性質(zhì)非常相似，并在地球礦物中共生，故稱為稀土元素。
[0005]從電子結構上分析，稀土元素中每一元素的最外層電子均為3個，所以具有相似的化學性質(zhì)，但是次外層電子數(shù)是不同的，即從I個一14個電子，由于位于第六周期，原子核與外層、次外層電子距離較遠，吸引力較弱，因此這些電子更加活躍，在催化過程中電子云轉移和變化能力更強，所以催化能力也更強。
[0006]在文獻資料中大多以氧化鈰作為研宄對象，并浸漬在多孔的載體上制成非均相催化劑。以氧化鈰作為研宄對象在理論分析上是合理的，但是實用上由于稀土元素分離困難，單一稀土化合物價格高昂，而且混合物中各種元素同樣具有催化能力，混合物還可能有加合作用。中國是稀土儲藏量占世界38 %，而產(chǎn)量占世界90 %，生產(chǎn)廠具有大量含有稀土混合物的廢渣(氧化物含量小于5% )，經(jīng)過處理后，可以作為催化劑應用，這也是資源綜合利用。
[0007]通過利用稀土廢渣，進行活化處理，并與活性炭粉末一起，協(xié)同植入普通活性污泥中，形成生物催化活性污泥，能夠有效提高活性污泥法的處理效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種稀土 -活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，以提高活性污泥法處理效果。
[0009]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種稀土 -活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，其特征在于，具體步驟包括:
[0010]第一步:混合稀土氧化物制備；取稀土礦石生產(chǎn)中含混合稀土氧化物5wt% -1Owt %的廢渣，將所述的廢渣和重量比濃度為10% -60%的鹽酸按照重量比I: 1-1: 4混合，充分攪拌活化6-12小時，靜置沉淀，固液分離，所述的固體即為混合稀土氧化物；
[0011]第二步:稀土-活性炭生物催化氧化污泥制備:取活性污泥，加入活性炭粉末和混合稀土氧化物，活性污泥、活性炭粉末和混合稀土氧化物的重量比為I噸:2?15kg: 100?600g，攪拌2.5?3.5h，停止攪拌1.5?2.5h，停止攪拌時，活性碳粉末及混合稀土氧化物漂浮在水面，重復進行攪拌和停止攪拌的步驟，2天?7天后，停止攪拌時，活性碳粉末及混合稀土氧化物不再上浮，除去上面的清水層，得到稀土 -活性炭生物催化氧化污泥。
[0012]進一步地，所述的廢渣為經(jīng)碳酸鹽和草酸沉淀后的生成的廢渣。
[0013]進一步地，所述的活性炭粉末的粒度為80?200目。
[0014]本發(fā)明的稀土 -活性炭生物催化氧化污泥的使用方法為:
[0015]1、工程開始調(diào)試時，培菌階段，可以直接用以上方法，逐步添加混合稀土氧化物和活性炭粉末予以培養(yǎng)、制備。
[0016]2、已經(jīng)運行的工程，可以添加制備好的稀土生物催化活性污泥。第一次添加原有污泥量(以含水率98%計)2% -15%的稀土一活性炭污泥，運行后每周添加0.5% -1%污泥，共3-5次，直至效果穩(wěn)定。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]對于普通生活污水，由于可生化性較好，難降解有機物比例較低，采用此生物催化活性污泥與普通活性污泥相比，能提高COD去除率3 % -6 %。而對于難降解的工業(yè)廢水而言，例如印染廢水，一般能提高COD去除率8% -20%，而且成本及其低廉。

【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0020]印染廢水含有大量助劑、漿料和殘余染料，其廢水的可生化性差，一般B/C比只有0.2-0.25，所以深度處理難度很大，目前環(huán)保要求提高，促使廢水處理后盡可能提高回用率，以減少污染物排放，MBR是一種較好的膜法與活性污泥法結合的方法，但是處理效果還是受到難降解有機物的影響，稀土 -活性炭生物催化技術可以有效提高處理效率。
[0021]實施例1
[0022]一種稀土 -活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，具體步驟為:
[0023]取采用符合國家標準“GB 18871-2002電離輻射防護與輻射源安全基本標準”豁免條件的含低放射性南方稀土礦石生產(chǎn)中經(jīng)碳酸鹽和草酸沉淀后的廢渣，含混合稀土氧化物(主要為氧化鈰，約占氧化稀土的70%，其他有氧化鑭、氧化釹等輕稀土氧化物)5wt %，將所述的廢渣和重量比濃度為10%的鹽酸按照重量比1: 4混合，充分攪拌活化6小時，靜置沉淀，固液分離，所述的固體即為混合稀土氧化物；存放于塑料桶中備用；
[0024]取I噸活性污泥，對工業(yè)廢水處理，最好采用該工業(yè)廢水成熟的活性污泥作為原料制備。加2kg活性碳粉末，其粒度為80?200目，加600g混合稀土氧化物，攪拌3h停2h，停止攪拌時，黑色活性碳粉末及淡黃色混合稀土氧化物漂浮在水面。重復進行攪拌和停止攪拌的步驟，5天后，停止攪拌時，黑色活性碳粉末及淡黃色混合稀土氧化物不再上浮，污泥類似于糊狀，細小顆粒污泥，上面水變清，可以撇掉，得到稀土 -活性炭生物催化氧化污泥。此稀土-活性炭污泥最好臨時制備，如需保存，可以每隔2天加成熟的同類活性污泥5-10L，輕度攪拌2-5h。
[0025]某印染企業(yè)印染廢水經(jīng)過處理已經(jīng)達到排放標準COD為60mg/L-70mg/L，為了回用進一步采用MBR法處理，用普通活性污泥和用實施例1中制備的稀土 -活性炭生物催化氧化污泥同時平行試驗比較，結果用普通活性污泥法處理6小時，COD為45mg/l-55mg/I，不能穩(wěn)定達到印染用水回用標準COD彡50mg/l ;而用實施例1中制備的稀土 -活性炭生物催化氧化污泥處理6小時，COD為20mg/L?35mg/L，能穩(wěn)定達到印染用水回用標準COD 彡 50mg/l。
[0026]實施例2
[0027]一種稀土 -活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，具體步驟為:
[0028]取采用符合國家標準“GB 18871-2002電離輻射防護與輻射源安全基本標準”豁免條件的含低放射性南方稀土礦石生產(chǎn)中經(jīng)碳酸鹽和草酸沉淀后的廢渣，含混合稀土氧化物(主要為氧化鈰，約占氧化稀土的70%，其他有氧化鑭、氧化釹等輕稀土氧化物)10被％，將所述的廢渣和重量比濃度為10%的鹽酸按照重量比1: 2混合，充分攪拌活化12小時，靜置沉淀，固液分離，所述的固體即為混合稀土氧化物；存放于塑料桶中備用；
[0029]稀土 -活性炭生物催化氧化污泥制備:取I噸活性污泥，對工業(yè)廢水處理，最好采用該工業(yè)廢水成熟的活性污泥作為原料制備。加15kg活性碳粉末，其粒度為80?100目，加10g混合稀土氧化物，攪拌3h停2h，停止攪拌時，黑色活性碳粉末及淡黃色混合稀土氧化物漂浮在水面。重復進行攪拌和停止攪拌的步驟，5天后，停止攪拌時，黑色活性碳粉末及淡黃色混合稀土氧化物不再上浮，污泥類似于糊狀，細小顆粒污泥，上面水變清，可以撇掉，得到稀土-活性炭生物催化氧化污泥。
[0030]某專業(yè)生產(chǎn)窗簾布企業(yè)，廢水處理中將濃廢水和淡廢水分質(zhì)處理，其中淡廢水，COD為350mg/L?400mg/L，加入稀土-活性炭生物催化氧化污泥曝氣I小時，所述的稀土 -活性炭生物催化氧化污泥在廢水的濃度為2-5克/升。
[0031]上述活性污泥中曝氣(氣水比20: 1)6小時，再加入普通混凝劑堿式氯化鋁200ppm和陰離子PAM助凝劑2ppm后進行混凝分離，即可達到COD為50mg/L?60mg/L，再采用添加有稀土 -活性炭生物催化氧化污泥的平板膜MBR處理，出水COD穩(wěn)定在15mg/l-25mg/L.平均值20mg/l，透明度大于30厘米，色度小于8倍，達到回用要求。已回用于生產(chǎn)中，色牢度可以達到5級。
【權利要求】
1.一種稀土 -活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，其特征在于，具體步驟包括: 第一步:混合稀土氧化物制備；取稀土礦石生產(chǎn)中含混合稀土氧化物5wt% -1Owt%的廢渣，將所述的廢渣和重量比濃度為10%-60%的鹽酸按照重量比1: 1—1: 4混合，充分攪拌活化6-12小時，靜置沉淀，固液分離，所述的固體即為混合稀土氧化物； 第二步:稀土-活性炭生物催化氧化污泥制備:取活性污泥，加入活性炭粉末和混合稀土氧化物，活性污泥、活性炭粉末和混合稀土氧化物的重量比為I噸:2?15kg: 100?600g，攪拌2.5?3.5h，停止攪拌1.5?2.5h，停止攪拌時，活性碳粉末及混合稀土氧化物漂浮在水面，重復進行攪拌和停止攪拌的步驟，2天?7天后，停止攪拌時，活性碳粉末及混合稀土氧化物不再上浮，除去上面的清水層，得到稀土 -活性炭生物催化氧化污泥。
2.如權利要求1所述的稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，其特征在于，所述的廢渣為經(jīng)碳酸鹽和草酸沉淀后的生成的廢渣。
3.如權利要求1所述的稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制備方法，其特征在于，所述的活性炭粉末的粒度為80?200目。
【文檔編號】C02F3/12GK104496011SQ201410691929
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權日:2014年11月25日
【發(fā)明者】馬春燕, 奚旦立, 劉振鴻 申請人:東華大學