[发明专利]一种降低污泥基生物炭重金属含量的方法

说明书

本发明涉及一种污水处理厂污泥资源化处理方法，特别是涉及一种降低污泥基生物炭重金属含量的方法。本发明包括以下步骤：（1）将市政污水处理厂产生的剩余污泥，浓缩至含水率95‑98%；（2）浓缩污泥进入污泥生物淋滤池内停留48小时，污泥pH值降低至4.5以下；（3）调理完成的污泥泵入高压隔膜板框内压滤脱水，得到含水率≤50%的脱水泥饼；（4）脱水泥饼输送至污泥干化机内，进行破碎加热干化，得到含水率15‑22%的干化污泥；（5）干化污泥于经热解炭化设备内，加热炭化温度500‑650℃，高温炭化为污泥基生物炭。

技术领域

本发明涉及一种污水处理厂污泥资源化处理方法，特别是涉及一种降低污泥基生物炭重金属含量的方法。

背景技术

污水处理厂废水处理过程中分离或截留的固体物质统称为污泥，根据工艺不同分为初沉污泥、剩余污泥和化学污泥等。污泥成分复杂，如多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物，容易腐烂，散发出臭气毒气；含有的病菌、病毒、寄生虫卵等致病物质和汞、铬、铅、铜等重金属、二噁英、放射性核素等有害且难降解物质，污泥的处理处置方式不合理，给人类健康和环境将带来潜在风险，造成大量的二次污染，成为了新的污染源。

截至2019年6月底，全国设市城市累计建成城市污水处理厂5000多座(不含乡镇污水处理厂和工业)，污水处理能力达2.1亿立方米/日，数据预测2020年我国污泥产生量将超7000万吨（含水率80%）。因此，我国长期以来的“重水轻泥”现象尚未得到根本改变，其主要原因是污泥未经过减量化、无害化和稳定化处理，导致污泥的最终资源化利用与处置受到诸多限制。

污泥基生物炭是指污水处理厂污泥在高温条件下加热炭化所产生的产品。污泥基生物炭在制作过程中，体积大量缩小，可全部去除污泥中病毒、寄生生物和有毒污染物等，高效实现污泥的减量化、无害化和稳定化，且污泥基生物炭具有比表面积大和多孔结构丰富、资源化利用途径广等特点。如污泥基生物炭常作为土壤改良剂或土壤肥料，具有解决土壤板结透气问题、提高土壤保肥保水能力、降低土壤中重金属毒性等作用。

污泥中的重金属含量是制约污泥大规模土地利用和其他资源化利用方式的关键因素之一。污泥基生物炭在作为土壤改良剂使用时，其含有的重金属等污染物可通过植物吸收进入食物链，存在一定的潜在风险，因此国家要求严格控制污泥农用，出台了GB4284-2018《农用污泥污染物控制标准》。污泥基生物炭在土地利用方面缺乏安全风险性评价，且还未出台国家标准，出于对污泥基生物炭可能造成的二次污染问题，污泥基生物炭的资源化应用暂未得到大规模的推广。

目前关于污泥基生物炭的研究技术已有相关报道，大多是对污泥基生物炭热解炭化工艺的研究，但对于如何降低污泥基生物炭自身含有的重金属浓度的研究缺乏关注。中国专利申请CN201822224982.9 公开了一种污泥生物炭环保型加工系统及其环保型回转式污泥干化机，利用含水率95-96%浓缩污泥高压脱水，得到含水率48-52%的脱水污泥，加入一定量腐殖酸，采用双轴强制式污泥搅拌机混合干化，得到含水率23～38%的半干化混合污泥；再采用环保型回转式污泥干化机将含水率23～38%的半干化混合污泥加热干化；采用环保型回转式污泥炭化机将粉碎后含水率7～10%的干化污泥加热炭化。

中国专利申请CN201910750844.0公开了一种污泥干化炭化干化炉供热控制系统，包括有上下分层设置的处理系统和供热系统，该处理系统内包括有干化炉一、干化炉二和炭化炉，其中供热系统包括有二燃室和生物质燃烧器。

CN201410442329.3公开了一种提高污泥生物炭比表面积的方法及系统，将干燥后的污泥与破碎后的聚苯乙烯废塑料按比例进行搅拌混合并加热，使聚苯乙烯废塑料在污泥中实现熔融缩体并相对均匀附着在污泥颗粒表面，然后直接压制成型；将压制成型后的污泥颗粒送入热解炭化系统进行炭化处理，可获得良好孔隙结构的污泥热解生物炭。