CN104163462A - 一种城市污泥在去除砷中的应用 - Google Patents

一种城市污泥在去除砷中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104163462A
CN104163462A CN201410289954.9A CN201410289954A CN104163462A CN 104163462 A CN104163462 A CN 104163462A CN 201410289954 A CN201410289954 A CN 201410289954A CN 104163462 A CN104163462 A CN 104163462A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arsenic
sludge
waste water
municipal sludge
municipal
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.)
Granted
Application number
CN201410289954.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104163462B (zh
Inventor
章卫华
郑娟
郑萍萍
仇荣亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sun Yat Sen University
Original Assignee
Sun Yat Sen University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sun Yat Sen University filed Critical Sun Yat Sen University
Priority to CN201410289954.9A priority Critical patent/CN104163462B/zh
Publication of CN104163462A publication Critical patent/CN104163462A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104163462B publication Critical patent/CN104163462B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开一种城市污泥在去除砷中的应用,对城市污泥进行干馏处理,对城市污泥进行干馏处理的具体过程为:在缺氧的条件下,对城市污泥进行脱水,将脱水污泥进行干馏。城市污泥干馏制备的污泥炭同低浓度含砷废水进行接触,接触时间为大于30min,去除废水中的三价砷;在污泥炭与含砷废水接触时还需对低浓度含砷废水的pH进行调节,将pH值调节为大于8.0。本发明处理得到的污泥炭本身的渗出毒性很低,有利于污泥本身的减量化,无害化;同时本发明提出城市污泥一种新的应用,有效的对低浓度含砷废水中的三价砷进行吸附去除,其去除率可以同人工合成的氧化铁包裹氧化铝媲美;并且,吸附后的砷稳定不易析出。

Description

一种城市污泥在去除砷中的应用
技术领域
本发明涉及环境保护中城市污泥应用领域,更具体地,涉及一种城市污泥在去除废水中砷的应用,尤其是去除三价砷。 
背景技术
砷是有毒的致癌物质,如水体和土壤被砷污染,可以通过食物链进入人体,危害健康。因此,研究开发一种含砷废水的处理技术,具有重大的社会,环境效益。 
三价砷(主要是亚砷酸盐)相对与五价砷(主要是砷酸盐),其毒性更强,移动性更好,因此,其处理难度更大。现在一般的砷处理技术都是先将三价砷氧化成五价砷,然后通过化学沉淀法或者吸附法去除。 
但上述技术都存在如下缺陷: 
氧化和沉淀都需要加入大量的化学试剂,并且产生大量的废渣,存在二次污染。并且对于低浓度含砷废水,处理效果不理想。
而吸附法,吸附剂制备成本高,且大部分需要先将三价砷氧化成五价。如河海大学马旭红的硕士学位论文:活性炭处理铬砷废水的基础研究(2008),采用活性炭来实现对三价砷的吸附,但其吸附容量不高。其中的活性炭是煤质柱状活性炭,是煤通过干馏后,然后活化制备的。其含碳量,比表面积较大,制备成本较高。因此,如何找到一种高效经济的去除含砷废水中三价砷的方法是非常有必要的。 
随着我国经济社会发展城市化进程的加快,城镇污水处理厂日益增多。与此同时,市政污泥量也在快速增加,其已经成为环境问题的一个重大负担,污泥的处理处置与资源化利用已经成为一个亟需解决的难题。近年来,污泥碳化技术被认为是污泥稳定化、减量化、无害化、资源化的一种有效处置方式,有着越来越明显的优势。 
污泥炭化技术是指在缺氧或少氧条件下,将城市污水厂的污泥通过热裂解的方法制备而成的一种含碳量高、富有孔隙结构的炭化物质的过程。在污水处理过程中形成的污泥,本身的比表面积很高,有很多活性基团,因此在干馏过程中无需活化,就能对很多污染物有相当的稳定效果。当前研究者对于污泥生物炭的研究主要集中在对重金属(镉、铜、铅、锌,铬等)的吸附。对以阴离子形式存在的砷的吸附则未见报道。也未见有一种吸附剂能同时处理重金属和亚砷酸离子的。 
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足,提出一种城市污泥在去除砷中的应用,采用城市污泥制成污泥炭去除含砷废水中的砷,是对城市污泥的一种新的应用,其制成的污泥炭对砷的吸附去除能力较高。 
为了实现上述目的,本发明的技术方案为: 
一种城市污泥在去除砷中的应用,对城市污泥进行干馏处理,对城市污泥进行干馏处理的具体过程为:在缺氧的条件下,对城市污泥进行脱水,将脱水污泥进行干馏。
其中是通过通氮气控制使干馏过程处在缺氧条件下的,在城市污水处理过程中形成的城市污泥,本身的比表面积很高,有很多活性基团,因此在干馏过程中无需活化,就能对很多污染物有相当的稳定效果。 
城市污泥干馏后其渗出毒性、重金属离子(Pb、Cu、Zn、Cr、 Cd)的浓度均低于ICP- OES的检出限,即一般无法检出,采用这种方式对城市污水进行处理,有利于污泥本身的减量化,无害化。 
同时,城市污泥干馏后本身具有多孔结构,并且含有较多的活性金属氧化物,使得其在与含砷废水接触一定时间之后,能够有效的去处废水中的三价砷及五价砷,且使得吸附后的砷稳定不易析出。 
优选的,上述干馏得到的城市污泥能更有效的去除低浓度含砷废水中的三价砷。 
具体地,对脱水污泥干馏得到污泥炭;将污泥炭同含三价砷的废水进行接触,去除废水中的三价砷。 
污泥炭本身具有多孔结构,并且含有较多的活性金属氧化物,使得其在与含砷废水接触一定时间之后,能够有效的去处废水中的三价砷,且使得吸附后的砷稳定不易析出。 
具体地,在污泥炭与含砷废水接触时还需对含砷废水的pH进行调节;pH值大于8.0。在进行去除废水中含三价砷的过程中,调节废水的pH值,特别是废水属于强碱时,其去除效果更好。 
脱水污泥的干馏是在温度为 400 ~500 oC的条件下,停留时间为1~2小时。即一般干馏温度控制在400 ℃时, 停留时间控制在1~2小时, 或者干馏温度控制在500℃温度下停留1小时。 
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果: 
1.由于现在城市污水厂产生的污水污泥越来越多,本发明对城市污泥进行干馏处理,制备得到污泥炭,该方法使得处理后的污泥本身的渗出毒性很低,有利于城市污泥本身的减量化,无害化;
2.本发明制备的污泥炭,可以对低浓度含三价砷废水中的三价砷进行吸附去除,其去除率可以同人工合成的氧化铁的包裹氧化铝媲美;并且,吸附后的砷稳定不易析出。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述,但本发明的实施方式并不限于此。 
实施例1  
对城市污泥进行干馏处理制备污泥炭
选择了广州沥窖污水处理厂浓缩脱水处理后的污泥为材料,将污泥进行自然风干,放置于管式炉中,先升温到105℃,停留2小时去除污泥中的含水。后调节升温速率至20℃·min-1,升到400℃后持续 2 hr再使其自然冷却。整个干馏全程都以5 m3/h的速度通氮气作为厌氧环境的保护气。制备的污泥炭的渗出毒性、重金属离子(Pb、Cu、Zn、Cr 和Cd )的浓度低于ICP- OES的检出限而无法检出。
采用污泥炭吸附低浓度含砷废水中的三价砷 
某低浓度含砷废水浓度为14.3 mg/L,主要是三价砷,五价砷的浓度只有0.8 mg/L。该废水以0.37 cm/min的空床流速通过17 cm 长的污泥炭柱,调节废水pH使得出水为8.3,接触45 min,97.7%的砷被去除,且出水浓度可达到废水排放标准。污泥炭对砷的去除可能主要是通过与其表面富含的不定形态的活性铁氧化物形成专属吸附。
表1   污泥炭与其它吸附剂对低浓度含砷废水的吸附容量比较
吸附剂 对As(III)的吸附容量(mg g-1 参考文献
氧化铁包裹的氧化铝 7.64 Hlavay and Polyak, 2005
活性氧化铝 3.48 Lin and Wu, 2001
氧化铁包裹茶真菌生物质 5.4 Murugesan, et al. 2006
纯针铁矿粉末 7.5 Ladeira and Ciminelli, 2004
红泥 0.663 Altundogan, et al. 2002
煤质活性炭 1.22 马晓红
实施例1制备的污泥炭 6.08 本申请
上述Hlavay and Polyak, 2005的参考文献是指“Hlavay, J., Polyak, K. (2005). Determination of surface properties of iron hydroxide-coated alumina adsorbent prepared for removal of arsenic from drinking water, J. Colloid Interf. Sci. 284, 71-77.”;
Lin and Wu, 2001的参考文献是指“Lin, T.F., Wu, J.K. (2001). Adsorption of arsenite and arsenate within activated alumina grains: equilibrium and kinetics, Water Res. 35, 2049-2057.”;
Murugesan, et al. 2006的参考文献是指“Murugesan, G.S. Sathishkumar, M., Swaminathan, K. (2006). Arsenic removal from groundwater by pretreated waste tea fungal biomass, Bioresour. Technol. 97, 483-487.”;
Ladeira and Ciminelli, 2004的参考文献是指“Ladeira, A.C.Q., Ciminelli, V.S.T. (2004). Adsorption and desorption of arsenic on an oxisol and its constituents, Water Res. 38, 2087-2094.”;
Altundogan, et al. 2002的参考文献是指“Altundogan, H.S., Altundogan, S., Tumen, F., Bildik, M. (2002).Arsenic adsorption from aqueous solutions by activated red mud, Waste Manage. 22, 357-363. ”
马晓红的参考文献是指“马晓红, (2008). 活性炭处理砷铬废水的基础研究, 河海大学硕士学位论文. ”。
以上所述的本发明的实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种城市污泥在去除砷中的应用,其特征在于,对城市污泥进行干馏处理,对城市污泥进行干馏处理的具体过程为:在缺氧的条件下,对城市污泥进行脱水,将脱水污泥进行干馏。
2.根据权利要求1所述的城市污泥在去除砷中的应用,其特征在于,城市污泥用于去除低浓度含砷废水中的三价砷。
3.根据权利要求2所述的城市污泥在去除砷中的应用,其特征在于,对脱水污泥干馏得到污泥炭;将污泥炭同含砷的废水进行接触,去除废水中的三价砷。
4.根据权利要求3所述的城市污泥在去除砷中的应用,其特征在于,在污泥炭与含砷废水接触时还需对含砷废水的pH进行调节;pH值大于8.0。
5.根据权利要求3或4所述的城市污泥在去除砷中的应用,其特征在于,污泥炭同含三价砷废水的接触时间为大于30 min。
6.根据权利要求1或2所述的城市污泥在去除三价砷中的应用,其特征在于,干馏是在温度为 400 ~500oC的条件下,停留时间为1~2小时。
CN201410289954.9A 2014-06-26 2014-06-26 一种城市污泥在去除砷中的应用 Expired - Fee Related CN104163462B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410289954.9A CN104163462B (zh) 2014-06-26 2014-06-26 一种城市污泥在去除砷中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410289954.9A CN104163462B (zh) 2014-06-26 2014-06-26 一种城市污泥在去除砷中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104163462A true CN104163462A (zh) 2014-11-26
CN104163462B CN104163462B (zh) 2017-01-04

Family

ID=51907471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410289954.9A Expired - Fee Related CN104163462B (zh) 2014-06-26 2014-06-26 一种城市污泥在去除砷中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104163462B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106179201A (zh) * 2016-07-05 2016-12-07 天津理工大学 一种羟基硫酸铁污泥基生物炭的制备方法及应用
CN107445443A (zh) * 2017-08-31 2017-12-08 李艺 一种管式炉与沸腾炉组合式干燥污泥、粪料装置
CN109110861A (zh) * 2018-09-18 2019-01-01 中山大学 一种城市污泥在废水处理中的应用
CN109622599A (zh) * 2019-02-02 2019-04-16 湖南大学 一种利用脱水污泥与生物炭复配钝化剂修复砷污染农田土壤的方法
CN111389364A (zh) * 2020-04-15 2020-07-10 广东省生态环境技术研究所 一种能高效氧化水中三价砷的骨炭及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4373263B2 (ja) * 2004-04-08 2009-11-25 日本下水道事業団 有機物含有汚泥の炭化処理方法
CN102976437A (zh) * 2012-12-17 2013-03-20 天津工业大学 一种高比表面积施氏矿物吸附剂处理水中砷的方法
CN103418335A (zh) * 2013-08-06 2013-12-04 常州大学 一种用于去除废水中三价铬离子的复合纳米吸附剂及去除方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4373263B2 (ja) * 2004-04-08 2009-11-25 日本下水道事業団 有機物含有汚泥の炭化処理方法
CN102976437A (zh) * 2012-12-17 2013-03-20 天津工业大学 一种高比表面积施氏矿物吸附剂处理水中砷的方法
CN103418335A (zh) * 2013-08-06 2013-12-04 常州大学 一种用于去除废水中三价铬离子的复合纳米吸附剂及去除方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EVITA AGRAFIOTI等: "Arsenic and chromium removal from water using biochars derived from rice husk, organic solid wastes and sewage sludge", 《JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106179201A (zh) * 2016-07-05 2016-12-07 天津理工大学 一种羟基硫酸铁污泥基生物炭的制备方法及应用
CN106179201B (zh) * 2016-07-05 2018-12-14 天津理工大学 一种羟基硫酸铁污泥基生物炭的制备方法及应用
CN107445443A (zh) * 2017-08-31 2017-12-08 李艺 一种管式炉与沸腾炉组合式干燥污泥、粪料装置
CN109110861A (zh) * 2018-09-18 2019-01-01 中山大学 一种城市污泥在废水处理中的应用
CN109622599A (zh) * 2019-02-02 2019-04-16 湖南大学 一种利用脱水污泥与生物炭复配钝化剂修复砷污染农田土壤的方法
CN111389364A (zh) * 2020-04-15 2020-07-10 广东省生态环境技术研究所 一种能高效氧化水中三价砷的骨炭及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN104163462B (zh) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Velusamy et al. Advanced techniques to remove phosphates and nitrates from waters: a review
KR101681381B1 (ko) 인산 활성화된 계분 유래 바이오차 및 이를 이용한 납의 제거방법
CN104163462A (zh) 一种城市污泥在去除砷中的应用
WO2020010678A1 (zh) 一种新型河道浊度原位净化材料及其制备方法
CN111939874A (zh) 污泥基生物炭活化过硫酸盐协同去除水中四环素的方法
CN106698582A (zh) 利用工业粉煤灰和纳米铁处理含重金属污染物工业废水的方法
CN104355350A (zh) 改性粉煤灰去除磷酸盐的方法
CN109368872A (zh) 一种钨冶炼废水深度处理的方法
Ullah et al. A critical analysis of sources, pollution, and remediation of selenium, an emerging contaminant
Lichtfouse et al. Technologies to remove selenium from water and wastewater
CN109201022A (zh) 基于含油污泥的复合磁性吸附材料制备及其对水体中重金属的去除方法
CN103204562A (zh) 利用硫化铜吸附去除水中抗生素类污染物的方法
CN112569900A (zh) 一种新型市政污泥生物炭的制备方法及其应用
Zhang et al. The role of freshwater sludge and its carbonaceous derivatives in the removal of lead, phosphorus and antibiotic enrofloxacin: Sorption characteristics and performance
KR101344235B1 (ko) 알럼 슬러지를 이용한 유해성 이온 제거용 흡착제 및 이의 제조방법
CN104478055A (zh) 污水处理复合剂、其制备方法和应用方法
CN107715836B (zh) 一种基于生物质铁基多孔碳复合吸附材料的制备方法
Deepa et al. Application of co-immobilized microbial biochar beads in hybrid biofilter towards effective treatment of chrome tanning wastewater
Yang et al. Removal of organic matter and phosphate using ferrihydrite for reduction of microbial regrowth potential
KR101055661B1 (ko) 율피를 포함하는 중금속 흡착제거제 및 이를 이용한 중금속 흡착제거방법
AU2021103099A4 (en) Method for preparing composite magnetic adsorption material and applications thereof
CN113830850B (zh) 一种冶炼废水深度除铊捕集剂及其制备方法
Zhang et al. Bioremoval of Tl (I) by PVA-Immobilized Sulfate-Reducing Bacteria.
Bishnoi et al. Adsorption of Cr (VI) from aqueous and electroplating wastewater
CN108975459B (zh) 一种含重金属污染废水的处理方法

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
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: 20170104

Termination date: 20200626