CN100515966C - 一种处理污泥中的重金属的方法 - Google Patents
一种处理污泥中的重金属的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100515966C CN100515966C CNB2007100784432A CN200710078443A CN100515966C CN 100515966 C CN100515966 C CN 100515966C CN B2007100784432 A CNB2007100784432 A CN B2007100784432A CN 200710078443 A CN200710078443 A CN 200710078443A CN 100515966 C CN100515966 C CN 100515966C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mud
- lime
- heavy metal
- fly ash
- modified fly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
一种处理污泥中的重金属的方法，涉及处理城市污泥中含锌和铜量高的方法。本发明利用石灰改性的粉煤灰吸附剂，钝化处理脱水城市污泥中含量高的锌和铜。由于本发明具有操作简单、充分利用粉煤灰废物资源、钝化污泥中的重金属效果好，特别对污泥中重金属铜的钝化率高达85%以上、锌的钝化率高达70%以上，处理后污泥中Zn、Cu、Mn的交换态、有机结合态的含量有明显下降趋势等特点。故本发明可广泛应用于处理污泥中的重金属，特别适用于处理城市污泥中的高含量的锌和铜重金属。采用本发明处理的污泥可广泛应用于农业、园林绿地及屋顶绿化，有利于充分利用污泥资源，有利于环保。
Description
一、技术领域
本发明属于处理污泥中的重金属的技术领域，特别涉及处理城市污泥中含锌和铜量高的的方法。
二、背景技术
污泥的处置和利用越来越引起人们的关注，由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾和有机质，是良好的植物养分原料和土壤物理性状改良剂，作为农业以及园林绿化利用是一种最为经济可行和最有前景的处置方法，深受世界各国重视。但目前世界各国污泥的利用率不高，如英国、瑞士、荷兰等也仅为40％～50％。其重要的原因是污泥中的重金属含量超标。而我国污水处理厂产生的污泥中重金属含量较高，特别是污泥中铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)等重金属元素常常超标。统计结果表明：我国城市污泥中的重金属污染主要以Zn和Cu为主，其它重金属含量较低。我国城市大量使用镀锌管道是生活污泥中Zn含量较高的原因之一。这不仅影响了污泥利用，还由于污泥中的重金属的浸出而造成二次污染。因此，解决污泥中的重金属，使污泥中的重金属含量不超标、无害化和资源化，已成为我国乃至全世界环境界广泛关注的课题之一。
随着环境科学研究的深入，人们逐渐认识到污泥中的重金属对环境的危害除了与其总量有关外，更大程度上取决于其形态的分布，故污泥中重金属形态分布的研究对污泥的开发利用具有重要的指导意义。重金属的生物有效性与重金属的形态有密切关系。一般来说，污泥中重金属的存在形态可分为：①可交换态；②碳酸盐结合态；③铁锰氧化物结合态；④硫化物及有机结合态；⑤残渣态等。可交换态属于有效的且容易被作物吸收利用，称为可利用态；碳酸盐结合态是指与碳酸盐结合的重金属；铁锰结合态是指与铁锰结合的重金属离子，它们之间有很强的结合能力；硫化物及有机结合态是指与硫结合的重金属和与有机物形成络合物的重金属离子；残渣态是指已提取上述四个组分后以层状硅酸盐形态存在的重金属离子，其中可交换态和有机结合态重金属的生物有效性较高，而其它的生物有效性低。因此如何降低可交换态和有机结合态重金属的生物有效性是处理污泥中的重金属的关键所在。
现有处理污泥中重金属的方法主要有：固化/稳定化、化学试剂提取、微生物淋滤、焚烧、植物修复等方法。化学法、生物法、植物修复法和焚烧法的缺点在于：从污泥中去除重金属不仅需要大量的财力、物力，而且面对每年上百吨的污泥采取这种方法显然是不实际的，而那些吸收富集了重金属的植物，也存在着难以进一步处理，并可能会造成二次污染问题；有研究利用粉煤灰直接钝化污泥中的重金属，尽管试验结果表明加入10％～20％的粉煤灰可使污泥中的锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)、铅(Pb)的可利用态含量明显下降，其形态由不稳定态转化为稳定状态，但处理污泥与土壤以1∶5体积比施用时才不会对污泥的生物学效应和环境效应产生影响。而且此方法是利用粉煤灰的强碱性使污泥中的重金属生成碱性沉淀物，沉淀物遇酸又会溶解，进而失去固化稳定作用造成二次污染，特别对于酸雨比较严重的重庆显然是不可行的。
三、发明内容
本发明的目的是：针对现有处理污泥中的重金属方法的不足之处，提供一种处理污泥中的重金属的方法，该方法具有钝化污泥中的重金属不可逆性、处理后的污泥可直接用于佛甲草等屋顶绿化的建坪基质以及其他的农业和园林绿化、操作简单、并能充分利用粉煤灰污泥废物资源、成本低廉等特点。
本发明的机理：粉煤灰是我国排放量最大的燃烧废物，但粉煤灰具有一定活性的多孔球状细小颗粒，有较强的吸附能力。特别是石灰改性的粉煤灰吸附剂具有很大的比表面积，比原状粉煤灰增大2.5倍，因此它具有很强的物理吸附能力，同时也使得它的化学吸附性得到增强。另外，粉煤灰改性生成的铝硅酸盐和硅酸盐类具有很强的离子交换性能，可与污泥中的重金属发生离子交换吸附，且一般都为不可逆的。同时改性粉煤灰也具有强碱性，在高pH值的改性粉煤灰作用下能消灭并杀死污泥中的病原体，从而使污染物的毒性减小或消除。
实现本发明目的的技术方案是：一种处理污泥中的重金属的方法。利用石灰改性的粉煤灰吸附剂具有很大的比表面积和很强的物理吸附性能以及很强的阳离子交换性能，用其钝化处理脱水城市污泥中含量高的锌(Zn)和铜(Cu)，具体的方法步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶5.7～19的比例，将石灰和粉煤灰混合均匀，然后将混合物进行焙烧，焙烧温度为950～1050℃，培烧2.5～3.5小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积为850～1050m2/kg的改性粉煤灰吸附剂。
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在30～58℃温度下，用恒重法维持水分为35～45％的条件下，钝化10～15天。其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶4～9。
本发明采用上述技术方案后，主要有以下特点：
1石灰改性的粉煤灰吸附剂，能将污泥的pH值调整至使重金属离子具有最小溶解度的范围，能控制污泥中重金属的氧化/还原电势，生成稳定的通常环境下不会浸出的金属化合物。因此，对污泥的钝化效果好，特别是对污泥中重金属铜的钝化率高达85％以上，锌的钝化率达高达70％以上。
2处理后污泥中Zn、Cu、Mn三种元素的交换态、有机结合态的含量呈明显下降趋势，而铁锰氧化态和残渣态的含量呈增加趋势。从而降低了污泥中的重金属的生物有效性。
3该处理后的污泥可直接用于屋顶草坪建坪的基质及农业和园林绿化，而不会对环境造成污染，有利于环保。
4本发明方法操作简单，充分利用粉煤灰废物资源，成本低廉，便于推广应用。
本发明可广泛应用于处理污泥中的重金属，特别适用于处理城市污泥中的含量高的锌和铜。采用本发明处理后的污泥是良好的植物养分原料和土壤物理形状改良剂，可广泛用于农业和园林绿地及屋顶绿化，有利于充分利用污泥资源，有利于环保。
四、具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
一种处理污泥中的重金属方法的具体步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶5.7的比例，将石灰和粉煤灰加入高速混合机中混合均匀，然后将混合物投入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为950℃，培烧2.5小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积为850m2/kg的改性粉煤灰吸附剂。
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在30℃温度下，用恒重法维持水分为35％的条件下，钝化10天。其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶4。
实施例2
一种处理污泥中的重金属方法的具体步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶14的比例，将石灰和粉煤灰加入高速混合机中混合均匀，然后将混合物投入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为1000℃，培烧3小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积的为1000m2/kg改性粉煤灰吸附剂。
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在42℃温度下，用恒重法维持水分为40％的条件下，钝化14天。其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶6。
实施例3
一种处理污泥中的重金属方法的具体步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶19的比例，将石灰和粉煤灰加入高速混合机中混合均匀，然后将混合物投入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为1050℃，培烧3.5小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积为1050m2/kg的改性粉煤灰吸附剂。
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在58℃温度下，用恒重法维持水分为45％的条件下，钝化15天。其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶9。
试验结果：
将实施例1～3处理后的污泥，在屋顶进行种植佛甲草实验。在欲种植屋面上铺一薄层约0.1cm厚的炉渣，炉渣上面铺一层无纺布，用砖块隔成0.5m×0.5m的小区，在七个小区内填约2cm厚的红土，然后将实施例1～3处理后的污泥分别填入六个试验小区内(每个实施例占两个小区)，剩余一个小区填入未处理的污泥作对比实验。将七个小区铺平，厚度为4～6cm，并在七个小区内按2×2cm的株行距插入佛甲草，按常规方法进行浇水、病虫害防治等管理工作。
佛甲草两个月成坪后，分别进行以下两组实验；
1、将实施例1～3的一个小区和对比实验区，分别取种植基质，风干后过18目筛，经水振荡提取，分别测定提取液中Zn、Cu的含量并计算出钝化率。
2、将实施例1～3的另一个小区，进行降雨或模拟降雨，分别收集各小区的渗滤水，分析渗滤水水质。
其结果如下表：
由上表可知：采用改性粉煤灰处理污泥种植佛甲草后，Zn、Cu固化率分别达到80％、90％以上，比改性粉煤灰处理污泥未种植佛甲草的钝化率分别高出10、5个百分点以上，而且其渗滤水中Zn、Cu都明显低于城市下水道水质标准。
Claims (4)
1、一种处理污泥中的重金属的方法，其特征在于具体的方法步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶5.7～19的比例，将石灰和粉煤灰混合均匀，然后将混合物进行焙烧，焙烧温度为950～1050℃，培烧2.5～3.5小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积为850～1050m2/kg的改性粉煤灰吸附剂；
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在30～58℃温度下，用恒重法维持水分为35～45％的条件下，钝化10～15天，其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶4～9。
2、按照权利要求1所述的一种处理污泥中的重金属的方法，其特征在于一种处理污泥中的重金属的方法的具体步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶5.7的比例，将石灰和粉煤灰加入高速混合机中混合均匀，然后将混合物投入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为950℃，培烧2.5小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积为850m2/kg的改性粉煤灰吸附剂；
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在30℃温度下，用恒重法维持水分为35％的条件下，钝化10天，其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶4。
3、按照权利要求1所述的一种处理污泥中的重金属的方法，其特征在于一种处理污泥中的重金属的方法的具体步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶14的比例，将石灰和粉煤灰加入高速混合机中混合均匀，然后将混合物投入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为1000℃，培烧3小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积为1000m2/kg的改性粉煤灰吸附剂；
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在42℃温度下，用恒重法维持水分为40％的条件下，钝化14天，其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶6。
4、 按照权利要求1所述的一种处理污泥中的重金属的方法，其特征在于一种处理污泥中的重金属的方法的具体步骤如下：
(1)制备石灰改性粉煤灰吸附剂
按照石灰∶粉煤灰的重量比为1∶19的比例，将石灰和粉煤灰加入高速混合机中混合均匀，然后将混合物投入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为1050℃，培烧3.5小时后，再将物料取出并冷却，最后磨细，就制备出比表面积为1050m2/kg的改性粉煤灰吸附剂；
(2)处理污泥
步骤(1)完成后，在过10目筛的脱水城市污泥中，加入步骤(1)制备出的石灰改性粉煤灰吸附剂，搅拌混合均匀，在58℃温度下，用恒重法维持水分为45％的条件下，钝化15天，其中吸附剂∶脱水污泥的重量比为1∶9。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100784432A CN100515966C (zh) | 2007-04-30 | 2007-04-30 | 一种处理污泥中的重金属的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100784432A CN100515966C (zh) | 2007-04-30 | 2007-04-30 | 一种处理污泥中的重金属的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101045599A CN101045599A (zh) | 2007-10-03 |
| CN100515966C true CN100515966C (zh) | 2009-07-22 |
Family
ID=38770557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007100784432A Expired - Fee Related CN100515966C (zh) | 2007-04-30 | 2007-04-30 | 一种处理污泥中的重金属的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100515966C (zh) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101695649B (zh) * | 2009-11-09 | 2011-08-31 | 湖南大学 | 改性粉煤灰在城市污泥调理中的应用 |
| CN102179233B (zh) * | 2011-03-31 | 2012-10-24 | 中国矿业大学 | 一种重金属离子吸附剂制备方法 |
| CN102603139A (zh) * | 2012-04-05 | 2012-07-25 | 上海市园林科学研究所 | 利用稗子消除城市污泥中铜、锌污染的方法 |
| CN102746850B (zh) * | 2012-07-02 | 2014-05-21 | 浩蓝环保股份有限公司 | 一种用于治理重金属污染的粉煤灰稳定剂的制备方法 |
| CN102825217A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-19 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种模具钢用复合发热剂 |
| CN102825224A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-19 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种耐候钢用复合发热剂 |
| CN102825223B (zh) * | 2012-07-31 | 2016-08-03 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种利用凹凸棒土制炼钢模铸的保护渣 |
| CN102814490A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-12 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种利用钙质页岩制炼钢模铸的保护渣 |
| CN102825246A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-19 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种利用粉煤灰制炼钢模铸的保护渣 |
| CN102814489A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-12 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种利用膨润土制炼钢模铸的保护渣 |
| CN102825218A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-19 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种高锰耐磨钢用复合发热剂 |
| CN102814473A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-12 | 马鞍山科润冶金材料有限公司 | 一种低粘度的制炼钢模铸用保护渣的制备方法 |
| CN104003593B (zh) * | 2014-06-14 | 2016-05-04 | 济南米铎碳新能源科技有限公司 | 污泥无害化处理方法 |
| CN104140185B (zh) * | 2014-08-06 | 2017-01-25 | 江西省广德环保科技有限公司 | 高铁铬污泥的无害化回收利用方法 |
| CN104402179B (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-22 | 北京交通大学 | 一种采用尿素做钝化剂的城市污泥重金属钝化方法 |
| CN108236933A (zh) * | 2016-12-27 | 2018-07-03 | 北京林业大学 | 一种去除水中有机结合态重金属离子的吸附材料及其制备方法 |
| CN106622111A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于钝化贮存污泥中重金属的粉煤灰改性方法 |
| CN107503383A (zh) * | 2017-10-17 | 2017-12-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种用于垃圾填埋场底部防渗防污的多层复合衬垫系统 |
| CN108892343A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-27 | 上海理工大学 | 一种通过添加飞灰固定城市污泥中重金属的方法 |
| CN109179928A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-11 | 沈阳航空航天大学 | 一种降低污泥中提取的蛋白质上清液中重金属含量的方法 |
| CN109534629B (zh) * | 2018-12-18 | 2021-05-28 | 毅康科技有限公司 | 一种治理河道污泥重金属的方法 |
| CN110372075B (zh) * | 2019-05-14 | 2022-03-25 | 山东环瑞生态科技有限公司 | 一种高效除氟药剂及其应用 |
| CN113042018A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 重庆大学 | 一种富含钙的生物炭的制备方法和应用 |
-
2007
- 2007-04-30 CN CNB2007100784432A patent/CN100515966C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101045599A (zh) | 2007-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100515966C (zh) | 一种处理污泥中的重金属的方法 | |
| US10131840B2 (en) | Method for preparing iron silicon sulfur multi-element composite biochar soil heavy metal conditioner | |
| CN107115840B (zh) | 一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及其应用 | |
| CN100465137C (zh) | 一种用于治理重金属污染土壤的调控剂及其制备和使用方法 | |
| CN107987835B (zh) | 一种重金属污染土壤复合钝化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108130087A (zh) | 一种修复镉-砷复合污染的土壤调理剂及应用方法 | |
| CN109504398A (zh) | 一种腐植酸纳米零价铁土壤Cr污染修复剂及制备方法 | |
| CN104263374B (zh) | 一种土壤重金属复合稳定剂及其使用方法 | |
| CN114192565B (zh) | 用于修复重金属镉砷汞铅铬复合污染土壤的新方法 | |
| CN106433651A (zh) | 一种适于南方稻田酸性镉污染土壤重金属钝化剂 | |
| CN104194798B (zh) | 一种能够钝化蔬菜地土壤铜锌砷铬的有机改良剂 | |
| CN109678626B (zh) | 用于汞污染农田修复的土壤调理剂及其制备方法与应用 | |
| CN107779196A (zh) | 一种土壤重金属复合钝化剂的制备和使用方法 | |
| CN104479684A (zh) | 一种污染土壤重金属固化剂及其固化方法 | |
| CN110257078A (zh) | 一种基于铁锰氧化物的重金属固化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104946262A (zh) | 酸性农田土壤重金属镉污染的原位钝化调理剂及制备方法 | |
| CN110982536A (zh) | 重金属污染农田土壤修复剂其制备方法和修复方法 | |
| CN105255498A (zh) | 一种可降低水稻镉积累的复合土壤改良剂的制备 | |
| CN114029333A (zh) | 一种修复重金属镉、铅、汞、铬污染土壤的新方法 | |
| CN104531158A (zh) | 一种固化剂及其固化方法 | |
| CN105127193B (zh) | 一种水化氯铝酸钙原位修复磷污染土壤的方法 | |
| CN108517215B (zh) | 酸性土壤重金属铅镉原位钝化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104892317A (zh) | 碱性土壤重金属镉污染的原位钝化调理剂及制备方法 | |
| CN109913233A (zh) | 一种水稻田土壤重金属钝化改良剂 | |
| CN113755178B (zh) | 一种同时稳定砷、镉污染土壤的稳定化修复剂及其制备方法和使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20071003 Assignee: CHONGQING YUJIANG MACHINERY EQUIPMENT Co.,Ltd. Assignor: Chongqing University Contract record no.: 2010500000009 Denomination of invention: Method for treating sludge heavy metal Granted publication date: 20090722 License type: Exclusive License Record date: 20100401 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160829 Address after: 404100 Chongqing City, northern New Longjing Road No. 9 Building 1 14-1 Patentee after: Chongqing Tianyi ecological environment Co.,Ltd. Address before: 400044 Shapingba District Sha Street, No. 174, Chongqing Patentee before: Chongqing University |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090722 |