CN111908744A - 一种污泥脱水和脱除重金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥脱水和脱除重金属的方法，属于污泥处理和资源化利用技术领域。主要包括如下步骤：(1)取一份含水率为80％～95％的污泥调节pH至2‑7后，按体积比为0.1:1‑1:1加入活化剂，在50‑70℃加热搅拌0.5‑6小时；(2)再在步骤1中加入和污泥重金属含量摩尔比为1:1‑1:3的油酸钠、油胺、三辛胺或者亚油酸钠中的一种或多种，50‑70℃加热搅拌0.5‑6小时；(3)用碱调节步骤2混合液pH至7‑9，并在160‑220℃水热0.5‑2小时；(4)将步骤3混合液分离出有机相和固相；(5)含重金属的有机相进行蒸发，提炼重金属；(6)脱除重金属的污泥可用于提腐植酸等资源化利用。本发明利用水热脱水法和界面调控法联用减量化、无害化和资源化对污泥进行处理处置。

Description

一种污泥脱水和脱除重金属的方法
技术领域
本发明属于污泥处理和资源化利用技术领域，具体是指一种污泥脱水和脱除重金属的方法。
背景技术
污泥不仅含水率高、细菌滋生，而且含有重金属等有毒有害物质。目前对污泥的填埋大幅度减少，制肥、土地利用等资源化方式受到重视。
申请号为2016101713310，公开了一种利用Fenton氧化方法，来改变污泥重金属形态，并促进污泥重金属从固相向液相迁移，减少污泥固相中重金属含量，从而使污泥可以通过脱水达到降低重金属含量的目的。该方法所需成本较高，重金属转移到液相后并没有后续的处理及利用。
申请号201811603554.5通过添加调理剂和絮凝剂并在密闭条件下进行水热反应，最后经固液分离，回收其中的水，得到干污泥，但污泥中重金属没有得到很好的处理。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种污泥脱水和脱除重金属的方法。本发明不仅可以对污泥脱水和脱除重金属，还可获得高附加值的腐植酸肥产品。本发明从污泥处理处置全链条工艺资源化利用的角度出发，可有效实现污泥脱水和重金属。
本发明通过下述技术方案实现：
一种污泥脱水和脱除重金属的方法，包括如下步骤：
步骤一：将含水率为80％～95％的污泥，用酸调节pH值至2-7；
步骤二：完成步骤一后，加入和含水污泥体积比为0.5:1-1:1的活化剂，再在50-70℃条件下，加热搅拌0.5-6h；
步骤三：完成步骤三后，再加入和污泥重金属摩尔比为1:1-1:3的浸提液，继续在50-70℃条件下，加热搅拌0.5-6h进行反应；
步骤四：步骤三完成反应后，再用碱调节pH值至7-9，得到样品；
步骤五：将步骤四所得样品放入反应釜，在160-220℃水热条件下，反应0.5-2h，得到混合液；
步骤六：待步骤五混合液冷却后，分离出有机相和固相；含重金属的有机相进行蒸发，提炼重金属；有机相蒸发回收可再次用于步骤二、步骤三；
步骤七：将步骤六脱除重金属的混合液进行提取腐植酸，蒸干后的固体后进入填埋场。
上述步骤一中的活化剂为磺化煤油、正庚烷或者石油醚中的一种或几种组合。
上述步骤二中的浸提液为油酸钠、油胺、三辛胺或者亚油酸钠一种或几种组合。
本发明原理如下：用盐酸调节pH至酸性可释放出金属离子，加热搅拌可充分释放，加入有机相是为了萃取出重金属离子，重金属被阴离子表面活性剂吸附，通过水热是污泥中的微生物细胞破碎释放出水分子，蒸发有机相是为了再利用有机溶剂，将脱水污泥进行固液分离可获得水溶性腐植酸肥，最终实现污泥的减量化、无害化和资源化处理处置。
本发明方法工艺简单、成本低、见效快、处理量大，可以对污泥进行减量化和无害化处理处置。
采用本发明方法回收的有机溶剂可以重新回用到萃取重金属的工艺上去，脱出的重金属粉体可在焙烧后进入填埋场处理，实现变废为宝。。
附图说明
图1为本发明污泥脱水和脱除重金属的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例1
(1)称取50g的含水率为92％的市政污泥，用10％的HCl溶液调节pH至2，在50-70℃下用磁力搅拌器搅拌0.5h，形成泥水混合物；
(2)加入20ml正己烷，液面出现分层现象，再加入5g油胺钠，继续在50-70℃下用磁力搅拌器搅拌0.5h，得到混合液体；
(3)用KOH调节步骤(2)制备的混合液体pH至11，将调好pH的混合液倒入100ml反应釜中，在160℃下反应1h；
(4)冷却后，75℃旋转蒸发有机相，得到去除重金属的有机溶剂和旋瓶底部少量重金属固体，有机溶剂回收率84％。除过重金属的污泥重金属含量符合国家标准:GB4284—84《农用污泥中污染物控制标准》；
(5)将步骤(4)的污泥放室温晾上一周，污泥含水率为49％，继续晾上一周发现含水率为还是49％；
实施例2
(1)称取50g的含水污泥含水率达92％，用10％的HCl溶液调节pH至2，在50-70℃下用磁力搅拌器搅拌0.5h，溶解度增加；
(2)加入20ml正己烷，液面出现分层现象，再加入5g油胺钠，继续在50-70℃下用磁力搅拌器搅拌0.5h，得到混合液体；
(3)用KOH调节步骤(2)制备的混合液体pH至11，将污泥倒入100ml反应釜中，在180℃下反应1h；
(4)冷却后，75℃旋转蒸发有机相，得到去除重金属的有机溶剂和旋瓶底部少量重金属固体，有机溶剂回收率78％，除过重金属的污泥重金属含量符合国家标准:GB4284—84《农用污泥中污染物控制标准》；
(5)将步骤(4)的污泥放室温晾上一周，污泥含水率为43％，继续晾上一周发现含水率约42％；
实施例3
(1)称取50g的含水污泥含水率达92％，用10％的HCl溶液调节pH至2，在50-70℃下用磁力搅拌器搅拌0.5h，溶解度增加；
(2)加入20ml正己烷，液面出现分层现象，再加入5g油胺钠，继续在50-70℃下用磁力搅拌器搅拌0.5h，得到混合液体；
(3)用KOH调节步骤(2)制备的混合液体pH至11，将污泥倒入100ml反应釜中，在200℃下反应1h；
(4)冷却后，75℃旋转蒸发有机相，得到去除重金属的有机溶剂和旋瓶底部少量重金属固体，有机溶剂回收率88％，除过重金属的污泥重金属含量符合国家标准:GB4284—84《农用污泥中污染物控制标准》；
(5)将步骤(4)的污泥放室温晾上一周，污泥含水率为39％，继续晾上一周发现含水率为39％；
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种污泥脱水和脱除重金属的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将含水率为80％～95％的污泥，用酸调节pH值至2-7；
步骤二：完成步骤一后，加入和含水污泥体积比为0.5:1-1:1的活化剂，再在50-70℃条件下，加热搅拌0.5-6h；
步骤三：完成步骤三后，再加入和污泥重金属摩尔比为1:1-1:3的浸提液，继续在50-70℃条件下，加热搅拌0.5-6h进行反应；
步骤四：步骤三完成反应后，再用碱调节pH值至7-9，得到样品；
步骤五：将步骤四所得样品放入反应釜，在160-220℃水热条件下，反应0.5-2h，得到混合液；
步骤六：待步骤五混合液冷却后，分离出有机相和固相；含重金属的有机相进行蒸发，提炼重金属；有机相蒸发回收可再次用于步骤二、步骤三；
步骤七：将步骤六脱除重金属的混合液进行提取腐植酸，蒸干后的固体后进入填埋场。
2.根据权利要求1所述污泥脱水和脱除重金属的方法，其特征在于：步骤一中的活化剂为磺化煤油、正庚烷或者石油醚中的一种或几种组合。
3.根据权利要求2所述污泥脱水和脱除重金属的方法，其特征在于：步骤二中的浸提液为油酸钠、油胺、三辛胺或者亚油酸钠一种或几种组合。
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