CN103058717B - 一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺，属于重金属处理及综合回收利用技术领域。其包括污染物重金属含量达标工艺、污染物深度脱水工艺以及污染物堆肥工艺；本发明可以彻底地将污染物中的重金属及水分一起处理干净，并且将处理后的污染物重新利用，同时实现保护环境与经济可持续发展的目的。

Description

一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺

技术领域

本发明涉及一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺，属于重金属处理及综合回收利用技术领域，可用于治理含有重金属的污泥、污水以及一般的土壤。

背景技术

目前我国绝大多数的污水处理厂没有配备污泥处理设施，污水处理产生的污泥以填埋为主，有少量的堆肥和焚烧。污泥处理具有以下几大技术难题：1、初级污泥含水率过高、脱水难度大、费用高，未作处理的污泥的含水率为99%，而污水处理厂经过浓缩和脱水处理后的污泥，含水率也只能降低到80%，其中的水分难以通过普通机械脱水方式排出；2、污泥堆肥难度大，污水处理厂排出的污泥基本上是一种“流体质”，又因富含油脂类的东西，水分蒸发和下渗都十分缓慢，自然风干的时间漫长，堆积发酵的效益极低；3、热处理成本高、能耗大，效果较好的热处理法面对巨大的能耗，虽然富含有机质，但含水率太高的污泥必须添加燃煤才能焚烧，燃煤费用每吨为150至200元。如果配套的烟气处理装置不完备，还极易造成空气污染；4、污泥含有有毒有害的重金属，难以去除。因此，无论是填埋，还是堆肥、焚烧，效果都不理想，无法普遍推广。

目前，我国采用的主要是填埋法，但因为污泥含水率过高，在运输和填埋过程中容易变质发臭，加上含水率过高导致黏性大，无法与其它垃圾均匀混合，阻碍了填埋场垃圾的生物发酵、降解过程，不少地方的填埋场拒绝含水率大于60%的污泥进入场地。

不过，城市污泥中含有大量有机质、氮、磷和多种微量元素等植物营养成分，其本身就是一种宝贵的肥源，再加上无害化处理前后人为施用了非金属矿物复合凝胶保水剂，一方面能吸附脱水去杂，另一方面可包容水和肥，起到耐旱缓释作用。可用于制造高效耐旱缓释肥、耐旱有机-无机复混肥、园林绿化专业肥、荒漠治理专用克漠魔砖、营养土等，在农业生产、林业种植、沙漠治理、土壤改良、城市绿化领域发挥巨大作用。

在农业种植方面，污泥中含有丰富的氮、磷、钾等植物营养元素及有机质，施用后具有增加土壤有机质、改善土壤结构、促进植物根系增长和增强土壤功能等作用，因此，栽种的作物生长快、产量高而且可满足后茬作物的生长需求。研究表明，施用活性污泥不仅能提高作物产量，而且能够提高作物品质，施用活性污泥后，水稻糙米蛋白质含量提高6%~10%，小麦籽蛋白质含量提高9.7%，玉米籽粒蛋白质含量提高14.5%~23.7%，棉籽蛋白质含量提高13%。但是如果农用污泥中还有重金属等污染物质，则会对作用品质产生危害，因此，在使用污泥时应该考虑重金属对作物的影响，合理施用，并且污泥必须经过无害化处理及检测合格后方可制备专用肥。

在林地方面，例如草地、绿化带、高尔夫球场等非食物链减少植物生长的土地，施用经过无害化处理的污泥，可促进树木、花卉、草坪的生长，提高其观赏品质。研究表明，污泥施用1年后，表层土壤中的全氮、速效氮、全磷、有机质及阳离子代换量的含量都明显增加，土壤的容重、持水量和孔隙等物理性质也有一定程度的改善。因此，污泥堆肥林地利用具有广阔的发展空间。由于其处理后制肥含有保水剂且还可减少浇水次数，节约大量水资源和人工保养成本。

另外，污泥还能够用于研制有机复合肥，污泥经过脱水，添加固体有机废弃物、氮、磷和钾等植物生长所需营养元素后制成复合肥。堆肥处理后的污泥能将污染重的难降解的有机物分解，并能杀灭污泥中的致病菌，进一步增加污泥中有机质的含量，提高污泥农用的效果和安全性。试验表明，污泥复合肥对小麦的增产效果和土壤的培肥效果明显优于化肥等同于市面上销售的复合肥。再加上无害化处理前后人为施用了非金属矿物复合凝胶保水剂，可包容水和肥，起到耐旱缓释作用。可用于制造高效耐旱缓释肥，等同于市面上缓释肥还多了耐寒性，它能够促进植株生长发育，提高小麦产量，对土壤速效养分的积累有明显的促进作用。

用污泥对干旱半干旱地区的贫瘠土壤进行改良，可改善土壤结构，促进土壤熟化。污泥对于防止土壤沙化、整治沙丘及被二氧化硫破坏地区的植被恢复具有较强作用，如将污泥以表施和耕层施肥25~40cm于城市废弃物垃圾场后，播种牧草，以尽快覆盖地表，2~3年后牧草长起来再植树造林，或者将污泥与煤灰、水库淤积物以一定比例混合使用，可改善土壤的保温、保湿和透气性能。

最后，污泥还能用于治理沙漠，用无害化处理后的污泥作主要原料压制成克漠砖，在克漠砖中种植树种，直接在沙漠进行工程化铺装，将可立竿见影、在沙漠边缘迅速筑起一道绿色长城，从而真正减少北京地区沙尘暴灾害的影响，让沙漠化荒漠化面积逐步缩小，直至荒漠变成绿洲。

综上所述，针对国内现在日益严重的环境污染问题，以及人们环保意识的不断提高，因此，迫切需要一种能够有效的彻底的解决污泥重金属污染的技术，并且能够将污泥变废为宝，重新进行利用。国内也已经出现了一些针对污泥重金属污染的治理技术，例如公开号为CN102674907A的技术公开了一种污泥快速脱水造肥方法，公开号为CN102601104A的技术公开了一种受有毒重金属、无机物及有机物污染的环境布阵治理方法。目前，国内对于污泥重金属治理的技术还在不断的改进及完善之中。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种行之有效，加工效率高，能够重复生产利用的可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺。

本发明为解决其问题所采用的技术方案是：

一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺，包括污染物重金属含量达标工艺、污染物深度脱水工艺以及污染物堆肥工艺；

所述污染物重金属含量达标工艺包括以下步骤：

1)     向污染物中投入盐酸溶液，并使污染物与盐酸充分混合；

2)     向污染物与盐酸的混合溶液中投入重金属吸附剂，使重金属被重金属吸附剂充分吸附；

3)     取出重金属吸附剂；

4)     将去除重金属后的污染物输送至压滤机进行压滤并收集；

所述污染物深度脱水工艺包括以下步骤：

5)     将步骤4）经压滤后的污染物与含水率较低的种泥混合并搅拌均匀；

6)     将污染物与种泥的混合物放入反应器中，并放入含有脱水剂的溶液进行混合搅拌；

7)     充分反应后，将混合物送入压滤机进行过滤，得到含水量为50%的污染物；

所述污染物堆肥工艺包括以下步骤：

8)     将步骤7）中含水量为50%的污染物放入发酵池进行发酵，根据需要添加其他有效成分，干燥造粒得到成品。

优选的是，所述重金属吸附剂为凝胶材料。

优选的是，所述种泥为含水率50%以下的泥土。

优选的是，所述步骤5）中污染物与种泥的重量比为2:1。

优选的是，所述脱水剂为脱水凝胶材料。

本发明的有益效果是：通过本发明可以彻底地将污染物中的重金属及水分一起处理干净，并且将处理后的污染物重新利用，同时实现保护环境与经济可持续发展的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明污染物重金属含量达标工艺的设备示意图；

图2为本发明污染物重金属含量达标工艺的流程图；

图3为本发明污染物深度脱水工艺的设备示意图；

图4为本发明污染物深度脱水工艺的流程图。

具体实施方式

一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺，包括污染物重金属含量达标工艺、污染物深度脱水工艺以及污染物堆肥工艺。

如附图1、附图2所示，所述污染物重金属含量达标工艺包括以下步骤：

1)     向污染物中投入盐酸溶液，并使污染物与盐酸充分混合。为了节省原料，可以采用浓盐酸稀释的方式获得稀盐酸，通过往稀释罐1里加入浓盐酸及水溶液，将浓盐酸稀释至20%浓度的稀盐酸。然后再通过耐酸性的输送管2道输送至混合容器4，与污染物进行搅拌混合，直到混合溶液的pH值在pH4~5的时候，就可以停止供应盐酸。

2)     向污染物与盐酸的混合溶液中投入重金属吸附剂5，所述重金属吸附剂5为凝胶材料，按照污染物与重金属吸附剂5的质量比为100:125的比例进行投放，使重金属被重金属吸附剂5充分吸附。混合容器4一侧设有鼓风机6向混合容器4内注入空气，通过设在混合容器4底部的鼓风管7出气搅动溶液1.5至3个小时，使溶液内的重金属能够被重金属吸附剂5充分吸附。混合容器4内设有过滤网8，重金属吸附剂5放置在过滤网8上，过滤网8的网孔可以使溶液及污染物通过，但是重金属吸附剂5无法通过，这样，当重金属吸附完成后，操作者将过滤网8拿出，重金属吸附剂5也一并拿出，方便操作。

3)     取出重金属吸附剂5，吸收了重金属的重金属吸附剂5可以重新进行回收利用，过滤液和冲洗水会重新进入污水处理系统，不会造成二次污染。

4)    将去除重金属后的污染物输送至压滤机进行压滤并收集。经过压滤机压滤后，该去除了重金属后的污染物的含水率由最初的85%~90%降至78%~82%。

如附图3、附图4所示，所述污染物深度脱水工艺包括以下步骤：

5)    将步骤4）经压滤后的污染物与含水率较低的种泥混合并搅拌均匀，并且静置10~20小时，污染物与种泥的重量比为2:1。所述种泥为含水率50%以下的泥土。

6)     将污染物与种泥的混合物放入反应器9中，并放入含有脱水剂的溶液进行混合搅拌30分钟，混合物与脱水剂溶液的重量比为1:1。所述脱水剂可为脱水凝胶材料。

7)     脱水剂与混合物充分反应，将污染物与种泥中的水分充分吸收，然后将混合物送入压滤机10进行过滤，得到含水量为50%的污染物，过滤后剩下的过滤液一部分重新进入系统进行利用，另一部分进入污水处理系统进行处理。

所述污染物堆肥工艺包括以下步骤：

8)     将步骤7）中含水量为50%的污染物放入发酵池并加入添加剂进行有氧发酵，干燥制粒得到成品。根据客户需要，还可以加入无机养分等其它有效成分。

以上说明书所述，仅为本发明的原理及实施例，凡是根据本发明的实质进行任何简单的修改及变化，均属于本发明所要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺，其特征在于，包括污染物重金属含量达标工艺、污染物深度脱水工艺以及污染物堆肥工艺；

所述污染物重金属含量达标工艺包括以下步骤：

1)向污染物中投入盐酸溶液，并使污染物与盐酸充分混合；

2)向污染物与盐酸的混合溶液中投入重金属吸附剂，使重金属被重金属吸附剂充分吸附；

3)取出重金属吸附剂；

4)将去除重金属后的污染物输送至压滤机进行压滤并收集；

其中，所述重金属吸附剂为凝胶材料；

所述污染物深度脱水工艺包括以下步骤：

5)将步骤4)经压滤后的污染物与含水率较低的种泥混合并搅拌均匀；

6)将污染物与种泥的混合物放入反应器中，并放入含有脱水剂的溶液进行混合搅拌，所述脱水剂为脱水凝胶材料；

7)充分反应后，将混合物送入压滤机进行过滤，得到含水量为50％的污染物；

所述污染物堆肥工艺包括以下步骤：

8)将步骤7)中含水量为50％的污染物放入发酵池进行发酵，根据需要添加其他有效成分，干燥造粒得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺，其特征在于，所述种泥为含水率50％以下的泥土。

3.根据权利要求1所述的一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺，其特征在于，所述步骤5)中污染物与种泥的重量比为2:1。