CN110922009A - 一种含重金属污泥的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含重金属污泥的处理方法。该方法首先用酸溶液对污泥进行预处理，然后加入水，搅拌均匀，调节pH1‑2，去除底泥，上清液加入复合萃取剂，搅拌均匀；底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。采用本发明含重金属污泥的处理方法，可有效去除污泥中的重金属离子，并且将重金属离子转化为重金属回收利用，剩余的污泥可以作为制备有机肥料的原料，一举两得。

Description

一种含重金属污泥的处理方法
技术领域
本发明属于电镀污泥处理技术领域，具体涉及一种含重金属污泥的资源化处理方法。
背景技术
电镀污泥是指电镀厂处理其废水所必然产生的固体废弃物，电镀污泥中含有大量的重金属离子，是一种可回收再利用的资源，其有些重金属在电镀污泥中的含量可能与天然矿物中的金属含量相当，可将其视为一种可贵的自然资源并对其回收再利用。
电镀污泥的处理一般采用固化技术，以硅酸盐水泥作为固化剂，通过添加一定质量的河沙、硅酸钠、活性氧化铝作为添加剂，控制其质量比，可以达到提高固化强度，降低重金属溶出率，然后将固化材料填埋或者作为建筑材料使用。但是，该方法没有从根本上去除电镀污泥中的重金属，也没有回收利用，随着填埋场所越来越难找，该方法是一种逐渐被淘汰的方法。
还有采用热处理技术，将含重金属污泥在高温环境下进行分解与氧化，将可燃烧物转化为气体或残渣，热处理过程可破坏毒性有机物质，回收热能，处理完灰渣体积为原来污泥体积之10％，可同时达到减量减容与无害化之目的。但是，该方法只是将含重金属污泥的体积缩小，并没有去除污泥中的重金属元素。
还有采用生物处理法回收污泥中的有价金属，原理是利用特种微生物的产酸作用，将电镀污泥中的重金属溶解出来，然后通过固液分离达到回收重金属的目的。在生物淋滤过程中起作用的主要微生物是硫杆菌属类细菌，根据酸化能力可以将它们分为弱嗜酸硫杆菌和嗜酸硫杆菌，其中，在污泥中金属淋滤过程其关键作用的是嗜酸硫杆菌，常见的有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。该方法处理污泥的效率太低，依赖于特种微生物，适用范围窄。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含重金属污泥的处理方法。
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用酸溶液对污泥进行预处理，预处理方法是在转速为300-500r/min下用磁力搅拌器搅拌1-2h；
(2)加入5-10倍质量的水，继续搅拌20-30min，调节pH1-2，静置30-60min，去除底泥，上清液加入复合萃取剂，加入量占上清液总质量的1-3％，继续搅拌30-60min；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
所述酸溶液的加入量为污泥质量的15-30％。
所述酸溶液为浓度0.5-2mol/L的硫酸或者硝酸溶液。
所述复合萃取剂由如下重量份数的组分组成：谷氨酸30-50份，二(2-乙基己基)磷酸酯20-30份。
优选的，所述复合萃取剂由如下重量份数的组分组成：谷氨酸40份，二(2-乙基己基)磷酸酯25份。
所述复合萃取剂由如下重量份数的组分组成：柠檬酸20-30份，双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸30-50份。
优选的，所述复合萃取剂由如下重量份数的组分组成：柠檬酸25份，双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸40份。
步骤(3)所述加入铁粉的量为上清液质量的0.5-2％。
本发明的有益效果：采用本发明含重金属污泥的处理方法，可有效去除污泥中的重金属离子，并且将重金属离子转化为重金属回收利用，剩余的污泥可以作为制备有机肥料的原料，一举两得，本发明采用的复合萃取剂，经过反复实验，萃取重金属离子Cr，Cu和Ni的效率高，谷氨酸和二(2-乙基己基)磷酸酯的组合使用，柠檬酸和双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸的组合使用，具有明显的协同增效的功效。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用1mol/L的硫酸溶液对污泥进行预处理，酸溶液的加入量为污泥质量的20％，预处理方法是在转速为400r/min下用磁力搅拌器搅拌1.5h；
(2)加入7倍质量的水，继续搅拌25min，调节pH1.5，静置50min，去除底泥，上清液加入复合萃取剂，加入量占上清液总质量的2％，继续搅拌50min；所述复合萃取剂由如下重量份数的组分组成：谷氨酸40份，二(2-乙基己基)磷酸酯25份；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，加入铁粉的量为上清液质量的1％，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
实施例2
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用1mol/L的硝酸溶液对污泥进行预处理，加入量为污泥质量的15％，预处理方法是在转速为350r/min下用磁力搅拌器搅拌2h；
(2)加入5倍质量的水，继续搅拌30min，调节pH1，静置30min，去除底泥，上清液加入复合萃取剂，加入量占上清液总质量的1.5％，继续搅拌60min；所述复合萃取剂由如下重量份数的组分组成：柠檬酸25份，双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸40份；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，加入铁粉的量为上清液质量的0.8％，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
实施例3
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用浓度1.8mol/L的硫酸溶液对污泥进行预处理，加入量为污泥质量的18％，预处理方法是在转速为450r/min下用磁力搅拌器搅拌1h；
(2)加入8倍质量的水，继续搅拌28min，调节pH1.8，静置45min，去除底泥，上清液加入复合萃取剂，加入量占上清液总质量的2％，继续搅拌45min；所述复合萃取剂由如下重量份数的组分组成：谷氨酸45份，二(2-乙基己基)磷酸酯28份；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，铁粉的量为上清液质量的1.3％，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
对比例1
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用1mol/L的硫酸溶液对污泥进行预处理，酸溶液的加入量为污泥质量的20％，预处理方法是在转速为400r/min下用磁力搅拌器搅拌1.5h；
(2)加入7倍质量的水，继续搅拌25min，调节pH1.5，静置50min，去除底泥，上清液加入谷氨酸，加入量占上清液总质量的2％，继续搅拌50min；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，加入铁粉的量为上清液质量的1％，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
对比例2
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用1mol/L的硫酸溶液对污泥进行预处理，酸溶液的加入量为污泥质量的20％，预处理方法是在转速为400r/min下用磁力搅拌器搅拌1.5h；
(2)加入7倍质量的水，继续搅拌25min，调节pH1.5，静置50min，去除底泥，上清液加入二(2-乙基己基)磷酸酯，加入量占上清液总质量的2％，继续搅拌50min；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，加入铁粉的量为上清液质量的1％，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
对比例3
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用1mol/L的硝酸溶液对污泥进行预处理，加入量为污泥质量的15％，预处理方法是在转速为350r/min下用磁力搅拌器搅拌2h；
(2)加入5倍质量的水，继续搅拌30min，调节pH1，静置30min，去除底泥，上清液加入柠檬酸，加入量占上清液总质量的1.5％，继续搅拌60min；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，加入铁粉的量为上清液质量的0.8％，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
对比例4
一种含重金属污泥的处理方法，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用1mol/L的硝酸溶液对污泥进行预处理，加入量为污泥质量的15％，预处理方法是在转速为350r/min下用磁力搅拌器搅拌2h；
(2)加入5倍质量的水，继续搅拌30min，调节pH1，静置30min，去除底泥，上清液加入双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸，加入量占上清液总质量的1.5％，继续搅拌60min；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，加入铁粉的量为上清液质量的0.8％，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
实验例：
采用金属离子检测仪，测定重金属污泥处理前后重金属离子的含量，计算重金属离子的去除率，重金属离子的检测包括Cr，Cu和Ni，测试结果见表1：
表1
Figure BDA0002340046820000071
注：*代表与实施例1组比较P<0.05。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种含重金属污泥的处理方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)污泥预处理：用酸溶液对污泥进行预处理，预处理方法是在转速为300-500r/min下用磁力搅拌器搅拌1-2h；
(2)加入5-10倍质量的水，继续搅拌20-30min，调节pH1-2，静置30-60min，去除底泥，上清液加入复合萃取剂，加入量占上清液总质量的1-3％，继续搅拌30-60min；
(3)底泥干化后焚烧，用于制备有机肥或者填埋，向上清液中加入铁粉，上清液中的重金属离子被置换出并沉淀，收集沉淀并烘干。
2.根据权利要求1所述含重金属污泥的处理方法，其特征在于，所述酸溶液的加入量为污泥质量的15-30％。
3.根据权利要求1所述含重金属污泥的处理方法，其特征在于，所述酸溶液为浓度0.5-2mol/L的硫酸或者硝酸溶液。
4.根据权利要求1所述含重金属污泥的处理方法，其特征在于，所述萃取剂由如下重量份数的组分组成：谷氨酸30-50份，二(2-乙基己基)磷酸酯20-30份。
5.根据权利要求4所述含重金属污泥的处理方法，其特征在于，所述萃取剂由如下重量份数的组分组成：谷氨酸40份，二(2-乙基己基)磷酸酯25份。
6.根据权利要求1所述含重金属污泥的处理方法，其特征在于，所述萃取剂由如下重量份数的组分组成：柠檬酸20-30份，双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸30-50份。
7.根据权利要求6所述含重金属污泥的处理方法，其特征在于，所述萃取剂由如下重量份数的组分组成：柠檬酸25份，双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸40份。
8.根据权利要求1所述含重金属污泥的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述加入铁粉的量为上清液质量的0.5-2％。
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