[发明专利]一种对城市污泥同时实现重金属稳定化和深度脱水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体废物污染的无害化处理方法，特别地涉及一种对城市污泥同时实现重金属稳定化和深度脱水的方法，属于污泥处理和环境保护领域。

背景技术

城市污泥是二级污水处理厂生物过程的必然产物，随着我国城镇化进程的加速和污水集中处理率的提高，我国污水厂污泥年产量与日俱增，据统计，截至2010年底，我国的污水处理厂年产约2100万吨含水80％污泥，而且今后污泥年产量还会加速增长。

污泥的无害化和减量化是污泥处理处置的重要原则，然而，污泥中含有的重金属和大量水分是污泥资源化和减量化的主要的限制和影响因素。

重金属的污染危害严重而且持久，含有重金属的污泥施用于土壤之后，会增加土壤中重金属的含量，对人类、动物、植物和土壤生态系统都存在着潜在的严重危害。基于此考虑，在将污泥应用于农林业之前，必须对其进行适当处理，以降低重金属的浸出性及生物有效性，减弱污泥中重金属的不利影响。污泥中重金属的固化技术主要涉及有水泥固化法、石灰固化法、热塑固化法、玻璃化技术、自胶结固化技术等，但这些方法存在如下缺陷：(1)较大程度地改变了污泥的结构，使污泥硬化或增容，限制了后续的资源化利用；(2)部分固化法费用昂贵，操作复杂，难以推广应用。为了克服这些缺陷，人们研发了多种处理污泥中重金属的技术，例如：

CN1061012A公开了一种清除污水/污泥中重金属的方法，是将污泥与催化剂氧化剂、再生氧化剂及酸进行混合，形成活性泥浆，然后分离。

CN1273946A公开了分解污泥中有害化学物质和重金属的方法，是利用环糊精和天然微生物混合液来进行处理，其中天然微生物在分解消化环糊精的同时，可氧化环糊精所粘附的重金属离子。

WO0109045A公开了使用化学生物复合方法来净化城市污泥的方法，将污泥与酸性沥滤液混合，以使得污泥的pH值足够低并足以溶解大部分重金属，然后施加氧化还原电位以实现固-液分离。

CN1436734A公开了一种重金属污泥的结晶处理方法，主要使用电化学氧化还原以及结晶原理，将重金属污泥通过溶提、浓缩、结晶等步骤，实现重金属结晶体的回收和利用。

CN1544366A公开了一种处理污泥重金属的方法，是采用硫化物和石灰作为固定剂，实现重金属的稳定化，降低了其浸出率。

CN1631940A公开了用于重金属污泥的高分子重金属螯合剂，使用该螯合剂可使得污泥中的重金属实现稳定化。

WO2005035149A公开了一种从污泥中分离重金属的方法，是将包含重金属的污泥供给给反应槽的阴极区中，在还原性气氛和强酸或强碱氛围气体的存在下，使重金属溶出并电解析在阴极表面上。

CN101265007A公开了采用电动修复技术去除城市污泥中重金属的方法，其中使用聚环氧琥珀酸作为络合剂来增强重金属的电迁移能力，对重金属的去除率达到60％以上。

CN102701551A公开了一种工业污泥处理方法，是向污泥中加入非导体分散剂进行调理，然后高温烘烤，粉碎研磨，通过风和静电进行重金属分离。

CN102408177A公开了一种用于污泥资源化的生物复合酶，通过该生物酶处理污泥后，经脱水、与腐殖土混合造粒、干化后得到复合土壤，该土壤可将重金属固化。

CN102503059A公开了去除污泥中重金属的方法，是利用反复冻融的预处理工艺来强化阴极液回流的电动处理过程，从而提高重金属的去除效率。

CN102583916A公开了去除污泥中重金属的方法，包括用柠檬酸和双氧水浸提重金属、微波加热、固液分离、加氢氧化钠沉淀析出重金属，其中的柠檬酸溶液可循环使用。

王旌等人(王旌，付融冰，罗启仕，张长波，许延营，“亚铁盐对城市污泥中重金属的稳定化作用研究”，《环境科学》，31卷第4期，

p.210-214，2010年4月)中公开了联合使用亚铁盐和氢氧化钙，可实现污泥中重金属的良好稳定化，同时可保持适当的pH值。

而除重金属外，另一方面，污泥脱水也是污泥处理过程中必须面临并需要解决的一个非常重要的问题，如何降低污泥含水率是污泥减量化处理领域中的关键技术。目前，污水处理厂常用的脱水技术主要是过滤脱水、加压过滤脱水等，脱水后的污泥质量百分比含水率仍维持在80％左右，体积过大且过于松软，仍不能满足填埋方式对于污泥含水率的标准与要求，需要进一步进行深度脱水处理，这无疑使处理操作变得复杂而且提高了处理成本和周期。因此，如何更有效地降低污泥含水量，也是长期困扰我国污水处理厂的一个重要难题和亟待解决的课题。