[发明专利]一种去除污泥中重金属Pb和Cd的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体是涉去除污泥中重金属Pb和Cd的方法。

背景技术

随着国家经济和城市化的快速发展，我国城市的污水厂污泥和自来水厂污泥的产生量也随之大量增加。由于环境治理跟不上经济的发展，我国城市污泥的处理水平较低，大多数污泥处理的不够彻底或仅脱水后随意处置。得不到较好的处理，进入土壤、河流等会造成严重危害，土壤、河流作为农业生产的主要载体和生态环境的重要组成部分，其质量好坏与人们的身体健康，生产生活息息相关。因此污泥的处理问题已经成为一个需要迫不及待解决的任务。污泥堆肥应用于农田是最早和最广的污泥处置方法。然而，由于污泥中含有大量的Cu、Zn、Pb、Hg等重金属元素，这些重金属元素在堆肥发酵过程中不能去除。重金属随工业废物进入农田或水源等，通过不同方式进入人体，会导致痴呆、癌症等一系列疾病。因此去除污泥中的重金属是处理污泥问题中关键。

目前，重金属污染土壤修复的原理有清除、稀释、固定化及转化为低毒的形态，修复方法大致可分为物理修复、化学修复和生物修复。物理修复主要是利用吸附材料对重金属的吸附作用，由于吸附材料其优越的化学特性和比表面积在去除重金属方面有着良好发展前景，碳纳米管对Pb、Cd、Cu、Zn等金属离子有良好的吸附作用。化学修复中的淋洗技术是一种操作简单、快速有效的土壤重金属污染修复方法。乙二胺四乙酸等人工合成螯合剂虽然淋洗效果好，但因其自身的化学稳定性、难生物降解性及缺乏离子选择性所带来的环境和健康风险而受到质疑。天然有机酸和生物表面活性剂是一类环境友好型淋洗剂，它们可与土壤中的重金属络合，随土壤淋洗液被淋出，以达到去除重金属的效果，而且它们还可以被生物降解，不会造成土壤二次污染，从而使这类淋洗剂具有良好的应用前景。生物修复的方法主要有：氨基酸等合成的新型聚S的聚合物能够吸附重金属离子，对Pb和Cd有较强的亲和作用。微生物的生物活性能够影响重金属的生物有效性，能够减轻重金属对土壤-植物系统的危害，在生物修复中具有较大的应用潜力。

PAL是一种可降解的重金属吸附剂，对污泥中游离的重金属有很好的去除效果。柠檬酸是一种有机酸，可以有效的与污泥中的重金属进行螯合，从而降低或除去污泥中的重金属，同时柠檬酸能够在自然中被微生物分解，对污泥进行后续的土地利用具有良好的开发价值，是一个解决污泥问题的良好办法。黑曲霉菌发酵蔗糖、麦穗、玉米、菠萝、土豆等醇糖类物质可以产生柠檬酸，从而达到去除重金属的效果。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种去除污泥中重金属Pb和Cd的方法，在本发明中，通过在污泥中添加由PAL吸附剂、柠檬酸、黑曲霉菌组成的复合剂，实现去除污泥中的重金属Pb和Cd。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种去除污泥中重金属Pb和Cd的方法，首先向污泥中添加由PAL、柠檬酸、黑曲霉菌构成的复合剂，然后对污泥进行酸化处理，将其pH至调至3.5～4.0，将所得的添加了复合剂的污泥进行搅拌，搅拌速度为30～50r/min，搅拌时间为2～4h，最后于20～30℃下反应7d。在复合剂中，所述PAL占污泥总质量的百分比为3～8，所述柠檬酸占污泥总质量的百分比为3～8，所述黑曲霉菌占污泥总质量的百分比为0.05。

进一步地，所述PAL占污泥总质量的百分比为5，所述柠檬酸占污泥总质量的百分比为5，所述黑曲霉菌占污泥总质量的百分比为0.05。

在本发明中，所述黑曲霉菌由如下步骤进行提取和富集：

a、制备PD培养基：取土豆200g切成小块，于水中加热煮沸至能被玻璃棒戳破即可，用8层纱布过滤至1L锥形瓶中，用蒸馏水定容至刻度，再加入20g葡萄糖，用8层纱布封口，将上述锥形瓶于高压锅中进行高压灭菌，灭菌完成后于室温下自然冷却备用；

b、接种与培养：将从植物中提取的黑曲霉菌株挑取接种到准备好的PD培养基中，制成黑曲霉的悬浮液，接种时的操作均在酒精灯旁边进行，且接种前应将接种环烧灼灭菌，待其冷却后再进行接种，每次接种后都应在酒精灯上烧灼灭菌，制成的悬浮液在30℃，150r/min下摇床培养7d，培养结束后的悬浮液放置于4℃冰箱中保存备用。

所述复合剂中的PAL、黑曲霉菌、柠檬酸在常温下按比例混合后进行搅拌，搅拌速度为100～150r/min。