[发明专利]一种重金属污泥无害化处理系统及方法

说明书

本发明属于环境保护难处理重金属处理技术领域，涉及一种促进剩余污泥中重金属处理的方法，其具体方法包括以下步骤：将含有重金属的剩余污泥进行超声预处理，然后装入厌氧反应器中，向反应器中加入生物表面活性剂和氢氧化钙，搅拌使反应器中物质混合均匀，同时控制发酵温度。本发明可以有效地促进污泥中重金属的处理固定，缓解重金属对环境的污染，为剩余污泥经厌氧处理后进行土地利用奠定基础，同时对如何高效去除剩余污泥中其它重金属污染物具有积极的指导和借鉴意义。

技术领域

本发明主要涉及到固体废物处理技术领域，特指一种促进剩余污泥中重金属无害化处理的方法。

技术背景

随着人口增长和经济的发展，我国城镇污水产生量逐年增长。为了满足人民对环境的需要，我国加大了污水处理力度，截至2015年底，城镇污水日处理能力由2010年的1.25亿吨增加到1.82亿吨。就我国污水处理现状来看运营的污水处理厂绝大多数采用好氧生物处理工艺，其工艺存在一个明显的弊端就是会产生大量的剩余污泥。剩余污泥必须得到合理的处置，因为它可以污染土壤和水体，破坏食物链，威胁生态的平衡。填埋、焚烧和土地利用是污泥处置中最常见方法。但焚烧和填埋会产生明显的环境问题。土地利用是污泥处置最可行的方法，因为污泥中含有丰富的营养，比如氮、磷和有机质等。氮和磷是植物生长的必要营养元素，它们在污泥中含量分别占总固体的1.5-6.0％和0.8-11.0％。有机质被认为是污泥中最重要的营养源。然而没有经过处理的的重金属大多进入城市排水系统并最终进入城市污水处理系统。有文献表明，在城市污水厂的进水以及剩余污泥中均检测到重金属，被污泥所吸附的重金属会随剩余污泥排出，部分会以肥料的形式进入土壤，其余的可能经过处理后进行填埋处理。我国每年的剩余污泥产量巨大，对于剩余污泥的处理，污泥厌氧消化预处理后进行土地利用是很多国家地区采用的一种技术手段，但是剩余污泥中重金属超标是制约其土壤利用的瓶颈。因此促进剩余污泥中的重金属有效处置稳定对于控制其潜在污染，确保剩余污泥被安全利用具有重要意义。

超声处理污泥由于其反应条件温和、无污染、易操作、成本低等优势，作为一个研究热点日益受到人们关注。污泥的重金属大部分是易转化的，它们很容易受环境条件的影响。超声可以改变污泥的物理、化学特性，因此可以为重金属的在污泥固-液两相之间的转变和转移提供条件。

烷基糖苷(简称APG)，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一种性能安全的新型非离子表面活性剂，具有良好的表面活性、良好的生态安全和相容性，是公认的“绿色”功能性表面活性剂。

工业品氢氧化钙称熟石灰或消石灰，其澄清的水溶液称石灰水；与水组成的乳状悬浮液称石灰乳。由于它的价格低，在需要氢氧根离子(OH-)时都使用它。

生物表面活性剂APG能够促进污泥溶出，进而促进被污泥所吸附的重金属的释放，从而增加氢氧根离子(OH-)、微生物与重金属的接触机会，利用氢氧根离子(OH-)能和众多金属生成稳定的沉淀，稳定重金属。

目前还未有利用超声预处理、氢氧化钙和生物表面活性剂促进污泥中重金属的无害化处理的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种促进剩余污泥中重金属无害处理方法，实现重金属的稳定处置，为剩余污泥经厌氧处理后进行土地利用奠定基础。

1.一种重金属污泥无害化处理系统及方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有重金属的剩余污泥首先进行超声预处理，然后加入到厌氧反应器中，向其中投加生物表面活性剂和氢氧化钙，控制发酵过程pH为碱性，搅拌使反应器中物质混合均匀，整个反应过程控制反应温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中污泥取自重金属冶炼厂区污水处理厂中二沉池排出的污泥。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述步骤中污泥置于4℃培养箱中自然沉淀24h后，去掉上清液得到所述剩余污泥。