CN105731750A - 一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，属于城市固体废弃物处理领域。将一部分待处理污泥进行预酸化，控制温度在28℃~32℃、溶解氧3~5mg/L，往污泥中投加由单质硫和FeSO4组成的混合基质进行培养至pH下降到1.5~2.5，随后与未经处理的污泥混合进行生物淋滤9~12天。淋滤完成后，保留15%wt~25%wt的淋滤污泥作为接种污泥进入循环到下个处理过程，其余污泥排出，以后的处理过程，污泥不用再酸化。采用混合基质作为微生物的培养物质，金属的去除率高，效果优于单一基质，对污泥重金属的去除率在86%~91%。本发明能耗和耗酸量少、处理成本低、金属的去除率高、不需要外加菌种、操作简便。

Description

一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法
技术领域
本发明涉及一种市政及工业废水产生的剩余污泥中重金属处理技术，具体涉及一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法。
背景技术
污水厂污泥属于污水处理的副产物，里面含有大量的病原体、细菌等，如果不加处理会造成严重的环境问题。污泥的处理方法包括填埋、焚烧、投海、土地利用等，但是填埋需要大量的土地，而且对环境安全存在严重隐患。焚烧的代价太大，还会引发大气污染的问题。而投海早已被国际社会禁止。污泥中含有大量的氮、磷、有机质等，如果能够将污泥资源化利用，产生的经济效益将是巨大的。
土地利用具有巨大的应用前景。但是由于活性污泥处理系统中，污水中相当一部分重金属会进入到污泥中。这些重金属会在食物链中转移，最终进入到人体内，严重威胁人体的健康，污泥中重金属成了污泥土地利用的阻碍。
现今，污泥重金属处理技术包括重金属稳定化技术和重金属去除技术。重金属的稳定化技术就是使重金属从有毒、易溶解、迁移能力强的状态转化为无毒、不易溶解、迁移能力弱的状态。在这个过程中，重金属的存在形式得到改变，生物活性降低，对环境的影响降低到最小。该方法操作简单、成本低廉，但是污泥中的重金属依旧存在于污泥之中，有进入食物链富集的风险。重金属的去除技术包括植被修复法、化学法、电动修复技术、生物淋滤法等。植被修复法是利用植物对污泥中的重金属超富集的作用，从而将污泥中的重金属转移到植物中去，处理成本比较低，操作相对比较简单，但是植物只富集一种或少数几种重金属，同时富集了大量重金属的植物也需要处理，不然会对环境造成巨大的危害；化学法就是利用酸将污泥中的重金属提取到溶液中，然后再进一步处理溶液中的重金属，该方法对去除污泥中的重金属具有良好的效果，但是处理过程耗酸量巨大，处理过后的溶液也需要试剂来中和，对设备防腐蚀的能力要求高，处理成本很大；电动修复技术则是利用电压形成的电场梯度，使重金属在电场力的作用下移动、聚集，最终被除去，重金属处理效率高、时间短，但是电能消耗大，处理的污泥量有限，操作麻烦，局限性比较大；生物淋滤技术是利用微生物直接或间接的作用，将污泥中的重金属提取到溶液中去，来达到污泥重金属去除的目的。生物淋滤具有环保、高效、经济、工程应用性强、操作简单的优点，在污泥重金属的处理方面具有巨大的潜力。
专利CN101475259A公开了一种利用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌去除剩余活性污泥中重金属的一种方法，去除率比较高，但是该方法需要分离培养微生物，操作比较复杂。CN101913745A公开的一种污水厂污泥重金属的脱除工艺，但是该方法需要接种外加菌种。因此，针对现有存在技术的不足，开发出一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，无需外加菌种，操作简便，对污泥重金属的去除率在86%~91%，处理后的污泥满足我国污泥农用标准，可以资源化利用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，具体包括以下步骤：
（1）在淋滤前，取一部分污泥进行酸化至pH4~5，然后每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，在温度28~32℃、溶解氧3~5mg/L的条件下，培养至pH在2.5~1.5之间；
（2）将步骤（1）培养后的污泥作为初始接种液与未经处理的污泥在生物淋滤池中混合，往淋滤池中投加单质硫和FeSO4，针对作为初始接种液的污泥的体积，每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4；在温度28~32℃、溶解氧3~5mg/L的条件下，生物淋滤9至12天；
（3）在生物淋滤池中保留15%wt~25%wt的淋滤污泥作为接种液，其余污泥排出；
（4）往淋滤池中投加单质硫和FeSO4，针对保留污泥的体积，每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，继续投入未经处理的污泥，与保留的作为接种液的污泥混合；在温度28~32℃、溶解氧3~5mg/L的条件下，生物淋滤9至12天；
（5）将步骤（4）处理后的污泥保留15%wt~25%wt作为接种液循环到下次处理过程，其余污泥排出；重复步骤（4）；
（6）处理过程中定期补水，保持污泥浓度10~20g/L。
所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，除了第一次处理外，其它的循环过程都不需要进行预酸化。
所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其所投加的基质为混合基质，混合基质的对微生物的培养效果和重金属的去除效果均优于单一的基质。
所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，步骤（2）和（4）中投加单质硫和FeSO4的量是针对作为接种液污泥的体积而言的。
所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，每次处理后的污泥保留15%wt~25%wt，循环到下个处理周期，不需要外加菌种。
所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，处理过程中要连续的曝气，溶解氧浓度维持在3~5mg/L。
所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，淋滤过程中污泥处于酸性状态，许多微生物及病原体会被杀死。
本发明的有益效果在于：本发明提供的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法无需外加菌种，操作简便，对污泥重金属的去除率在86%~91%，处理后的污泥满足我国污泥农用标准，可以实现资源化利用。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1
一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，具体包括以下步骤：
（1）在淋滤前，取一部分污泥进行酸化至pH5，然后每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，在温度28℃、溶解氧3mg/L的条件下，培养至pH为2.5；
（2）将步骤（1）培养后的污泥作为初始接种液与未经处理的污泥在生物淋滤池中混合，投加混合基质单质硫和FeSO4，针对作为初始接种液污泥的体积，每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4；在温度28℃、溶解氧3mg/L的条件下，生物淋滤9天；
（3）在生物淋滤池中保留15%wt的淋滤污泥作为接种液，其余污泥排出；
（4）往淋滤池中投加单质硫和FeSO4，投加量为每升保留的污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，投入未经处理的污泥；在温度28℃、溶解氧3mg/L的条件下，生物淋滤9天；
（5）整个过程定期补水。
经测试，对污泥重金属的去除率为86%，处理后的污泥满足我国污泥农用标准。
实施例2
一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，具体包括以下步骤：
（1）在淋滤前，取一部分污泥进行酸化至pH4.5，然后每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，在温度30℃、溶解氧4mg/L的条件下，培养至pH为2；
（2）将步骤（1）培养后的污泥作为初始接种液与未经处理的污泥在生物淋滤池中混合，投加混合基质单质硫和FeSO4，针对作为初始接种液污泥的体积，每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4；在温度30℃、溶解氧4mg/L的条件下，生物淋滤10天；
（3）在生物淋滤池中保留20%wt的淋滤污泥作为接种液，其余污泥排出；
（4）往淋滤池中投加单质硫和FeSO4，投加量为每升保留的污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，投加未经处理的污泥，在温度30℃、溶解氧4mg/L的条件下，混合生物淋滤10天；
（5）整个过程定期补水。
经测试，对污泥重金属的去除率为88%，处理后的污泥满足我国污泥农用标准。
实施例3
一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，具体包括以下步骤：
（1）在淋滤前，取一部分污泥进行酸化至pH4，然后每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，在温度32℃、溶解氧5mg/L的条件下，培养至pH为1.5；
（2）将步骤（1）培养后的污泥作为初始接种液与未经处理的污泥在生物淋滤池中混合，投加混合基质单质硫和FeSO4，针对作为初始污泥接种液污泥的体积，每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4；在温度32℃、溶解氧5mg/L的条件下，生物淋滤12天；
（3）在生物淋滤池中保留25%wt的淋滤污泥作为接种液，其余污泥排出；
（4）往淋滤池中投加单质硫和FeSO4，投加量为每升保留的污泥投加10g单质硫和48gFeSO4，投加未经处理的污泥；在温度32℃、溶解氧5mg/L的条件下，生物淋滤12天；
（5）整个过程定期补水。
经测试，对污泥重金属的去除率为91%，处理后的污泥满足我国污泥农用标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）取一部分污泥进行酸化，然后投加单质硫和FeSO4进行培养；
（2）将步骤（1）培养后的污泥作为初始接种液与未经处理的污泥在生物淋滤池中混合，投加单质硫和FeSO4，进行生物淋滤；
（3）在生物淋滤池中保留15%wt~25%wt的淋滤污泥作为接种液，其余污泥排出；
（4）往淋滤池中投加单质硫和FeSO4，继续投入未经处理的污泥，与保留的污泥混合，进行生物淋滤；
（5）将步骤（4）处理后的污泥保留15%wt~25%wt，作为接种液进入下一次处理，其余污泥排出；重复步骤（4）；
（6）处理过程中定期补水，保持污泥浓度10~20g/L。
2.根据权利要求1所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其特征在于：步骤（1）中污泥酸化pH至4~5，步骤（1）投加硫和FeSO4后培养至pH在1.5~2.5之间。
3.根据权利要求1所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其特征在于：步骤（1）的培养条件为：温度维持28-32℃，溶解氧维持在3~5mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（4）生物淋滤的条件为：温度维持28-32℃，溶解氧维持在3~5mg/L，淋滤的时间为9至12天。
5.根据权利要求1所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其特征在于：步骤（1）中单质硫和FeSO4的投加量为每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4。
6.根据权利要求1所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其特征在于：步骤（2）中单质硫和FeSO4的投加量是针对作为初始接种液污泥的体积，每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4。
7.根据权利要求1所述的一种混合基质生物淋滤去除污泥重金属的方法，其特征在于：步骤（4）中单质硫和FeSO4的投加量是针对保留污泥的体积，每升污泥投加10g单质硫和48gFeSO4。
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