[发明专利]污泥的处理方法及其获得的农用污泥生物炭

说明书

技术领域

本发明属于农林用生物炭领域，具体涉及污泥的处理方法及其获得的农用污泥生物炭。

背景技术

根据《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，2015年我国城镇污水处理能力将达到759.4亿m³，按目前82.5%的平均运行负荷和占污水体积0.02%的污泥产生量计算，污泥年产量将达到1253万吨。我国城镇污泥妥善处置率很低，2010年污泥无害化处理率尚不到25%（国务院办公厅，2012），已成为我国土壤和水环境中一个新的环境污染源，研发污泥无害化和资源化处理新技术，对促进污水处理事业持续健康发展和预防二次污染意义重大。

城市污泥中含有大量的氮磷等营养元素和有机质，无害化处理后土地利用是理想的资源化出路。污泥中有机污染物、病原菌、重金属等有害物质是城市污泥资源化利用的主要障碍，其中重金属的危害不仅与其总量有关，更重要的取决于其有效态含量，而污泥内的重金属一般具有较高的活性，有效态含量占全量比重大，不经有效钝化则土地利用危害较大。

污泥高温炭化可有效去除有机污染物、杀灭病原菌和钝化重金属，但由于高温炭化使重金属得到浓缩，炭化产物中重金属总量大幅度增加，往往超过农用标准，因此现有污泥炭化技术的产品目标多作为活性炭（CN 102745687 A；CN102432007 A；CN102530941 A）。同时，高温炭化使城市污泥中植物营养元素损失严重，产品得率低，经济性差。研发在较低温度下既能有效降低炭化产物中重金属活性和总量、杀灭病原菌、消除多环芳烃等有机污染物，又最大限度保持养分，适合农用的污泥生物炭生产工艺，对城市污泥无害化和资源化意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种重金属活性和总量显著降低、病原菌得到有效杀灭、多环芳烃等有机污染物大幅降解、又最大限度保持养分且生物炭产率高的的农用污泥处理方法及其获得的生物炭。

本发明提供的技术方案是：

一种污泥的处理方法，包括如下步骤：

（1）将解毒剂与湿城市污泥混合均匀后，进行干燥，或者将所述解毒剂与干城市污泥混合均匀；其中混合物的水分含量不大于15%；

所述解毒剂占城市污泥干物质量3%～20%；所述解毒剂是有机和/或无机解毒剂，所述有机解毒剂是指木质素、腐植酸、味精厂的下脚料及废料中的一种或几种的任一比例混合；所述无机解毒剂是指粉煤灰、磷石膏、硅藻土、硫酸钙、硫酸镁中的一种或几种的任一比例混合；

（2）将步骤（1）的混合物粉碎、过筛，得到裂解原料；

（3）将所述裂解原料加入炭化炉中进行低温限氧裂解，然后冷却即可；

所述的低温限氧裂解，是指裂解温度为280℃～420℃，裂解时间为40分钟～120分钟，裂解时以氮气作为保护气。

优选地，所述的方法，步骤（2）中，过筛是过60目筛。 

所述的方法，优选地，其中解毒剂占城市污泥干物质量5%~15%，更优选为8%~15%，最优选为10%。

优选地，上述裂解温度为300℃～350℃，裂解时间为50分钟～70分钟。

所述城市污泥是指城市污水处理厂剩余污泥，城市污泥可为湿的也可为干的，湿城市污泥的含水量50%~85%，干城市污泥的水分含量不大于15%。

进一步地，所述城市污泥中，以干基计，重金属含量为Pb≤1150mg/kg、Cd≤18mg/kg、As≤85mg/kg、Cr≤1150mg/kg、Cu≤1700mg/kg、Zn≤3400mg/kg、Ni≤230mg/kg；多环芳烃含量小于等于10mg/kg；有机质含量大于等于20%。

优选地，所述的方法，其中所述木质素为酸木素和/或木质素磺酸盐，所述腐植酸为有机质含量大于30%的风化煤和/或褐煤。

            

本发明还提供由上述方法获得的农用污泥生物炭，它主要是由解毒剂与城市污泥混合均匀后通过低温限氧裂解制得，其中解毒剂占城市污泥干物质量3%～20%；所述解毒剂是有机和/或无机解毒剂，所述有机解毒剂是指木质素、腐植酸、味精厂的下脚料及废料中的一种或几种的任一比例混合；所述无机解毒剂是指粉煤灰、磷石膏、硅藻土、硫酸钙、硫酸镁中的一种或几种的任一比例混合；所述的低温限氧裂解，是指裂解温度为280℃～420℃，裂解时间为40分钟～120分钟，裂解时以氮气作为保护气。