CN112520961A - 一种浓缩后的剩余污泥的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浓缩后的剩余污泥的处理方法。该方法包括步骤：向浓缩后的剩余污泥中添加络合剂并搅拌；之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌；之后机械脱水得到滤液和泥饼。本发明的处理方法实现了强化污泥脱水性能，又使得重金属从固相中脱除，之后通过机械脱水重金属进入滤液，而污泥形成泥饼，从而有效去除浓缩后的剩余污泥中的重金属。
Description
技术领域
本发明涉及固体废物处理与资源化利用领域，尤其涉及一种浓缩后的剩余污泥的处理方法。
背景技术
将污泥作为肥料或土壤改良剂再利用于农业环境中具有潜在利用价值。但污水处理后的剩余污泥成分复杂，夹杂在胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，EPS)中的重金属具有隐蔽性、长期性、生物累积性和不可逆转性等特点，同时污泥中的重金属含量超标往往会使脱水后的污泥被定义为危废，如若对重金属含量超标的干化污泥进行卫生填埋或二次利用，会对生态环境造成恶化，重金属污染物在污泥中移动性差，滞留时间长，且很难被微生物吸收降解，最终会通过植物的吸附累积，水环境的浸出等途径经食物链传播，威胁到人体健康。市政污泥通常采用机械脱水、热干化、焚烧等方法来实现污泥减量化，但对其中的重金属无减量作用。污泥中的重金属主要来源和种类不尽相同，这些重金属所带的生物毒性不仅与其数量有关，还和其分布形态有关，重金属的形态广泛分布为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态、有机结合态、残渣态。不同形态的重金属的迁移能力也存在差异，其迁移能力由强到弱顺序为：可交换态＞碳酸盐结合态＞铁锰氧化结合态＞有机结合态＞残渣态。
可以将污泥中固态的重金属转变为水溶性的金属盐，通过固液分离，将污泥中的盐去除，含有重金属的滤液委托专业机构处理，使得污泥得到减量无害化的处理。但浓缩后的剩余污泥中，与污水比，含水量相对更少，很难将浓缩后的剩余污泥中的重金属通过固液分离的方式分离去除。
目前浓缩后的剩余污泥调理主要采用混凝剂PAM，三氯化铁等，混凝剂的作用在于可以减小污泥颗粒的Zeta电位，压缩胶体颗粒间的双电层，在污泥颗粒之间起到“架桥”作用，形成网状结构，提高污泥的脱水性能。但这个调理过程仅仅是用于提高了污泥的脱水性能，但污泥中重金属等有害物质得不到降解去除，经脱水后这部分重金属等有害物质依旧停留在污泥当中，影响污泥后期的资源化处置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何去除浓缩后的剩余污泥中的重金属。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种浓缩后的剩余污泥的处理方法。
本发明提出一种浓缩后的剩余污泥的处理方法，包括以下步骤：
向浓缩后的剩余污泥中添加络合剂并搅拌；
之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
进一步地，所述络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸、二乙三胺五三乙酸、草酸和酒石酸中的一种或多种。
进一步地，所述络合剂的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％-15％。
进一步地，所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％-5％。
进一步地，向浓缩后的剩余污泥中添加络合剂并按照800-900r/min的速度搅拌。
进一步地，向浓缩后的剩余污泥中添加络合剂并按照800-900r/min的速度搅拌10-20分钟。
进一步地，之后继续添加所述聚丙烯酰胺并搅拌15-30分钟。
进一步地，所述机械脱水之后还包括：将所述泥饼烘干并粉碎得到泥灰，之后将所述泥灰与酸混合反应，之后离心。
进一步地，将所述泥灰与所述酸混合反应16-20小时。
进一步地，所述酸的浓度为0.1-0.2mol/L，所述泥灰与所述酸的物料比为1-3g:40mL。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：利用聚丙烯酰胺(PAM)和络合剂的协同作用，使得污泥脱水性能提高的同时能有效去除重金属。先利用络合剂脱除污泥絮体中的重金属到滤液中，再投加PAM，利用PAM的架桥作用使得微粒絮体连接起来与滤液分离，这个过程与络合剂络合的重金属不会随之进入到污泥絮体中，既实现了强化污泥脱水性能，又使得重金属从固相中脱除，之后通过机械脱水重金属进入滤液，而污泥形成泥饼，从而有效去除浓缩后的剩余污泥中的重金属。
具体实施方式
本具体实施方式提出一种浓缩后的剩余污泥的处理方法，包括以下步骤：
向浓缩后的剩余污泥中添加络合剂并按照800-900r/min的速度搅拌10-20分钟；其中，所述络合剂的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％-15％；所述络合剂为乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、二乙三胺五三乙酸(DTPA)、草酸和酒石酸中的一种或多种；
之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌15-30分钟；所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％-5％；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
在本具体实施方式中进一步包括步骤：将所述泥饼烘干并粉碎得到泥灰，泥灰过之后将所述泥灰与酸混合反应16-20小时，之后离心得到上清液和湿泥，取上清液过0.45μm滤膜重金属进入到滤液；其中，所述酸的浓度为0.1-0.2mol/L，所述泥灰与所述酸的物料比为1-3g:40mL，所述酸优选为硝酸和醋酸中的一种或两种。泥饼经该步骤处理后，剩余的极少量的重金属几乎被彻底分离出来。
下面具体描述本发明的优选实施例阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
需要说明的是，下述实施例或者对比例中处理的浓缩后的剩余污泥的重金属种类和含量如下表1所示。mg/kgTSS表示每kg干污泥里面含有多少mg重金属。另外浓缩后的剩余污泥中的干污泥的质量含量为5％。
表1浓缩后的剩余污泥的重金属种类和浓度情况
实施例1
本实施例提出一种浓缩后的剩余污泥的处理方法，包括以下步骤：
向浓缩后的剩余污泥中添加乙二胺四乙酸并按照900r/min的速度搅拌20分钟；其中，所述乙二胺四乙酸的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的10％；
之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌15分钟；所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的5％；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
实施例2
本实施例提出一种浓缩后的剩余污泥的处理方法，包括以下步骤：
向浓缩后的剩余污泥中添加柠檬酸并按照800r/min的速度搅拌10分钟；其中，所述柠檬酸的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％；
之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌30分钟；所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
实施例3
本实施例提出一种浓缩后的剩余污泥的处理方法，包括以下步骤：
向浓缩后的剩余污泥中添加草酸并按照850r/min的速度搅拌15分钟；其中，所述草酸的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的15％；
之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌20分钟；所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的4％；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
实施例4
本实施例提出一种浓缩后的剩余污泥的处理方法，包括以下步骤：
向浓缩后的剩余污泥中添加柠檬酸并按照900r/min的速度搅拌10分钟；其中，所述柠檬酸的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的4％；
之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌15分钟；所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的3％；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
实施例5
取实施例1得到的泥饼烘干并粉碎得到泥灰，之后将所述泥灰与硝酸混合反应20小时，之后过0.45μm滤膜重金属进入到滤液中与湿泥分开；其中，所述硝酸的浓度为0.1mol/L，所述泥灰与所述硝酸的物料比为1g:40mL。
实施例6
取实施例1得到的泥饼烘干并粉碎得到泥灰，之后将所述泥灰与醋酸混合反应16小时，之后离心得到上清液和湿泥；其中，所述醋酸的浓度为0.2mol/L，所述泥灰与所述硝酸的物料比为1g:20mL。
实施例7
取实施例1得到的泥饼烘干并粉碎得到泥灰，之后将所述泥灰与醋酸混合反应16小时，之后离心得到上清液和湿泥，取上清液过0.45μm滤膜重金属进一步过滤掉部分残留的湿泥；其中，所述醋酸的浓度为0.2mol/L，所述泥灰与所述硝酸的物料比为3g:40mL。
对比例1
本对比例直接将实施例1中的浓缩后的剩余污泥机械脱水得到滤液和泥饼。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于：缺少添加聚丙烯酰胺的步骤，具体如下：
向浓缩后的剩余污泥中添加乙二胺四乙酸并按照900r/min的速度搅拌20分钟；其中，所述乙二胺四乙酸的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的10％；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于：缺少添加乙二胺四乙酸的步骤，具体如下：
向浓缩后的剩余污泥中添加聚丙烯酰胺并搅拌15分钟；所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的5％；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
重金属检测试验
将实施例1-7以及对比例1-3得到的泥饼或者湿泥进行重金属检测，具体检测方法如下：
1)精确称取0.5g试样(粉碎后的泥饼或者湿泥)加入10ml王水置于微波消解仪上消解赶酸，待赶酸程序结束，向消解管中加入10ml超纯水，并将液体转移至离心管中待测。
2)将上述各步骤最后得到的溶液采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定上清液中Zn、Ni、Cd、Cr、Pb、Cu六种重金属浓度，并得到各实施例和对比例处理后的泥饼或者湿泥中六种重金属的含量，并计算得到各种重金属的去除率，结果如表2所示。
表2实施例1-7和对比例1-3对各重金属的去除率
| Zn | Ni | Cd | Cr | Pb | Cu | |
| 实施例1 | 78％ | 79％ | 80％ | 78％ | 77.5％ | 77.5％ |
| 实施例2 | 78.5％ | 77.4％ | 78.6％ | 76.3％ | 75.1％ | 72.2％ |
| 实施例3 | 73.9％ | 72.1％ | 73.9％ | 75.6％ | 72.4％ | 71.8％ |
| 实施例4 | 79.7％ | 78.2％ | 79.4％ | 77.8％ | 79.4％ | 76.7％ |
| 实施例5 | 94.7％ | 97.4％ | 95％ | 93.7％ | 96.8％ | 94.7％ |
| 实施例6 | 93.7％ | 96.1％ | 97.2％ | 96.4％ | 97.3％ | 93.5％ |
| 实施例7 | 96.9％ | 98.1％ | 91.7％ | 92.5％ | 93.4％ | 94.3％ |
| 对比例1 | 10.5％ | 8.9％ | 12.1％ | 9.7％ | 11.6％ | 9.8％ |
| 对比例2 | 25.6％ | 27.4％ | 28％ | 23.7％ | 21.2％ | 22.1％ |
| 对比例3 | 28.1％ | 23.4％ | 25.9％ | 26.1％ | 23.4％ | 25.4％ |
从表2可以看出本发明提出的污泥处理方法对重金属的去除率明显高于对比例，而且经过实施例5-7处理后的湿泥中的重金属的去除率高达90％以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种浓缩后的剩余污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
向浓缩后的剩余污泥中添加络合剂并搅拌；
之后继续添加聚丙烯酰胺并搅拌；
之后机械脱水得到滤液和泥饼。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸、二乙三胺五三乙酸、草酸和酒石酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述络合剂的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％-15％。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的添加质量为所述浓缩后的剩余污泥中干固量的2％-5％。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，向所述浓缩后的剩余污泥中添加所述络合剂并按照800-900r/min的速度搅拌。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，向所述浓缩后的剩余污泥中添加所述络合剂并按照800-900r/min的速度搅拌10-20分钟。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，之后继续添加所述聚丙烯酰胺并搅拌15-30分钟。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述机械脱水之后还包括：将所述泥饼烘干并粉碎得到泥灰，之后将所述泥灰与酸混合反应，之后离心。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，将所述泥灰与所述酸混合反应16-20小时。
10.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述酸的浓度为0.1-0.2mol/L，所述泥灰与所述酸的物料比为1-3g:40mL。
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