[发明专利]一种利用添加剂去除市政污泥中重金属回收磷的方法

说明书

本发明公开了一种利用添加剂去除市政污泥中重金属回收磷的方法，该方法将市政污泥和含氯添加剂按质量比9～10：1在坩埚中混合均匀后放入管式炉中燃烧，设置燃烧温度为600℃～900℃，燃烧气氛为N2和O2按6～7：3比例混合，停留时间为30～60min。含氯添加剂作为热化学处理方法之一减少重金属的优势在于其能快速减少污泥占地资源，降低重金属浓度，回收可观的磷资源。本发明通过含氯添加剂中的氯在高温下与重金属反应，形成沸点更低，更易挥发的重金属化合物，产生的气体向烟气中迁移，从而脱除底渣中的重金属，同时从污泥中回收磷并提高磷的生物利用率，将污泥中的含磷矿物相转化为植物可利用的形式，提供具有可持续价值的潜在肥料来源。

技术领域

本发明属于环境工程固废资源化领域，具体涉及污泥富氧燃烧条件下，含氯添加剂去除重金属同时促进污泥中磷资源回收，具体为一种利用添加剂去除市政污泥中重金属回收磷的方法。

背景技术

由于工业化进程的加快，世界人口及生物多样性的增加，环境污染问题日趋严峻。污泥作为污水处理的副产物，易造成二次污染。污泥中除了含有氮磷等营养物质外，还包括有机污染物，病原体以及重金属等有毒有害成分。

燃烧能快速减少污泥占地资源，降低重金属浓度，回收可观的磷资源，获得能量来供电供热供暖，目前已成为污泥处理处置最理想的方式之一。富氧燃烧指的是采用高于空气含氧量的含氧气体进行燃烧的技术，利用其替代常规的空气燃烧污泥，不仅可以提高燃烧效率，而且可以有效控制污染物排放。

目前，添加剂作为热化学处理方法之一减少重金属具有明显的优势，其中含氯添加剂由于其在高温下能与大部分重金属形成沸点更低的重金属化合物挥发去除而具有非常广阔的研究前景。

同时，磷是地球上所有生命生长所必需的基本营养元素，也是一种不可再生资源，磷酸盐已经成为一种稀缺且不可替代的战略性资源。基于磷的单向流动这一特点，生产生活中消耗的磷在污泥中得到汇集。因此，污泥目前已成为最大的二级磷资源。从污泥中回收磷并提高磷的生物利用率，将污泥中的含磷矿物相转化为植物可利用的形式，提供具有可持续价值的潜在肥料来源具有重要意义。

发明内容

为本发明的目的在于，提出一种利用添加剂去除市政污泥中重金属回收磷的方法，旨在解决污泥中重金属有害物质的去除及有效磷资源回收的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明公开了一种利用添加剂去除市政污泥中重金属回收磷的方法，将市政污泥与含氯添加剂在高温下共燃烧，形成沸点更低的重金属化合物挥发去除，同时含氯添加剂与污泥中的矿物质作用形成易被植物吸收的含磷矿物相，提高磷资源的生物利用率，具体步骤如下：

将市政污泥进行预处理后与含氯添加剂在坩埚中混合均匀，放入管式炉进行燃烧，收集污泥焚烧底渣。

所述市政污泥预处理步骤如下：将市政污泥置于室温风干后放入鼓风干燥箱中以105℃烘干24h，随后研磨筛分至粒径过200目（75μm）标准筛。

含氯添加剂为CaCl₂、MgCl₂、NaCl、KCl、AlCl₃和FeCl₃中的一种，市政污泥与含氯添加剂的质量比为9～10：1。

设置燃烧温度为600℃～900℃，燃烧气氛为N₂和O₂按6～7：3比例在混气瓶中混合后通入管式炉，停留时间为30～60min。

管式炉尾部设有烟气吸收系统，采用两个分别装有5％HNO₃+10％H₂O₂混合溶液的集气瓶置于冰水浴中，以吸收挥发出来的气态重金属，减少环境污染。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：