公布日：2022.04.08
申请日：2022.01.12
分类号：C02F3/34(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥铁生物还原方法，包括以下步骤：S1.将待处理污泥与厌氧污泥投入铁生物还原反应器，进行铁还原菌的接种与培养；待处理污泥中的固体质量与厌氧污泥中的固体质量之比为1～4:1；S2.将待处理污泥投加至所述培养后的铁生物还原反应器中，并进行间歇搅拌；S3.当步骤S2中铁生物还原反应器内的pH和ORP中至少一个稳定后，出料；步骤S1～S2中，待处理污泥中固体质量和铁的质量之比<6。本发明提供的污泥铁生物还原方法具有提高铁还原效率、降低设备运行能耗的效果。
权利要求书
1.一种污泥铁生物还原方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将待处理污泥与厌氧污泥投入铁生物还原反应器，进行铁还原菌的接种与培养；所述待处理污泥中的固体质量与所述厌氧污泥中的固体质量之比为1～4:1；S2.将所述待处理污泥投加至所述培养后的铁生物还原反应器中，并进行间歇搅拌；S3.当步骤S2中铁生物还原反应器内的pH和ORP中至少一个稳定后，出料；步骤S1～S2中，所述待处理污泥中固体质量和铁的质量之比<6。
2.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，在步骤S1中，所述待处理污泥与厌氧污泥混合后的初始pH≥7.0。
3.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，在步骤S1中，当所述铁生物还原反应器内的亚铁含量不再上升，所述培养结束。
4.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，步骤S2中，在所述待处理污泥投加之前，还包括调节其pH≥6.5。
5.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，所述待处理污泥中的铁浓度≥5g/L。
6.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，步骤S2中，所述投加的周期为1～5天/次；优选地，步骤S2中，每次投加所述待处理污泥的体积为所述铁生物还原反应器容积的10～50％。
7.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，步骤S2中，所述间歇搅拌，每天搅拌的次数≥3次，每次搅拌的时长为5～30min。
8.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，步骤S3中，所述pH的稳定为4h内变化量≤0.05。
9.根据权利要求1所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，步骤S3中，所述ORP的稳定为4h内变化量≤5mV。
10.根据权利要求4所述的污泥铁生物还原方法，其特征在于，步骤S3中，所述出料的pH值大于所述待处理污泥的pH值。
发明内容
本发明提出一种污泥铁生物还原方法，利用铁还原菌实现铁的生物还原，通过工艺控制，提升污泥中铁的还原效率，同时降低设备能耗。
本发明提出的一种污泥铁生物还原方法，包括以下步骤：
S1.将待处理污泥与厌氧污泥投入铁生物还原反应器，进行铁还原菌的接种与培养；所述待处理污泥中的固体质量与所述厌氧污泥中的固体质量之比为1～4:1；
S2.将所述待处理污泥投加至所述培养后的铁生物还原反应器中，并进行间歇搅拌；
S3.当步骤S2中铁生物还原反应器内的pH和ORP(氧化还原电位)中至少一个稳定后，出料；
步骤S1～S2中，所述待处理污泥中固体质量和铁的质量之比<6。
所述污泥铁生物还原方法的机理如下：
铁还原菌在自然界中普遍存在，特别是在厌氧污泥中广泛存在，因此步骤S1中，将待处理污泥和厌氧污泥混合培养，以待处理污泥中的铁为厌氧污泥中的铁还原菌营造增殖环境，实现培养；
当步骤S1实现铁还原菌培养、增殖后，开始进行待处理污泥中铁的生物还原；过程中监控铁生物还原反应器中的pH和ORP，当其中至少一个稳定后，即可出料。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
(1)本发明通过研究发现，当污泥中固含量(SS)与铁含量之比<6时，有利于亚铁的分离并提高其回用价值。
(2)本发明通过研究发现，间歇搅拌更有利于铁还原菌的还原作用，不仅提升了铁的还原效率，同时，相较于传统的连续搅拌，降低了反应器的运行能耗、成本。
(3)本发明通过pH与ORP监控，确定步骤S3中铁生物还原反应器的出料时机，缩短了无效反应时间，不仅提高系统的处理能力，也降低了整个处理过程的能耗、成本。
在本发明的一些实施方式中，所述待处理污泥为含铁污泥。
在本发明的一些实施方式中，所述含铁污泥来自铁盐混凝工艺和芬顿工艺中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述厌氧污泥来自污水厌氧处理反应器。
在本发明的一些实施方式中，在步骤S1中，所述待处理污泥与厌氧污泥混合后的初始pH≥7.0。
在本发明的一些实施方式中，在步骤S1中，所述待处理污泥与厌氧污泥的混合后的初始pH为7.0～7.2。
在本发明的一些实施方式中，在步骤S1中，所述接种与培养在厌氧条件下进行。
在本发明的一些实施方式中，在步骤S1中，当所述铁生物还原反应器内的亚铁含量不再上升时，所述培养结束。
所述培养过程中，所述亚铁含量会经历先上升再下降，最后动态平衡的过程；
因此所述不再上升，可以为亚铁含量的最高点，也可以为亚铁含量开始下降的时间。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，在所述待处理污泥投加之前，还包括调节其pH≥6.5。
在本发明的一些实施方式中，所述待处理污泥中的铁浓度≥5g/L。
在本发明的一些实施方式中，所述待处理污泥中的铁浓度为10.3～15.2g/L。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述投加的周期为1～5天/次。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，每次投加所述待处理污泥的体积为所述铁生物还原反应器容积的10～50％。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述间歇搅拌，每天搅拌的次数≥3次，每次搅拌的时长为5～30min。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述间歇搅拌，在厌氧条件下进行。
在本发明的一些实施方式中，步骤S3中，所述pH的稳定为4h内变化量≤0.05。
在本发明的一些实施方式中，步骤S3中，所述ORP的稳定为4h内变化量≤5mV。
在本发明的一些实施方式中，步骤S3中，所述出料的pH值大于所述待处理污泥的pH值。
在本发明的一些实施方式中，所述污泥铁生物还原方法在室温条件下进行。
(发明人：张河民;郭成洪;刘建林)
