一種將城鎮(zhèn)污水廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法
【專利摘要】一種將城鎮(zhèn)污水廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法，是將計量好的HMF型重金屬固化劑通過螺旋輸送器加熱至100～150℃，送入混合機，與污泥充分混合；然后送入陽光發(fā)酵池內(nèi)，噴灑好氧發(fā)酵菌劑，在50～65℃下進行好氧發(fā)酵，在10天左右，就可使污泥充分熟化、脫水，得到符合國家標準的土地利用泥質(zhì)。此泥質(zhì)可用于園林綠化、土壤改良、生產(chǎn)苗木花卉營養(yǎng)土、有機肥、緩釋有機-無機復(fù)混肥等。本發(fā)明的方法工藝簡單、操作方便、投資與成本都不高，易于規(guī)?；a(chǎn)，處理過程中無臭味、廢水等污染，重金屬固定的穩(wěn)定性高，從根本上解決了城鎮(zhèn)污水廠污泥無害化、資源化利用的問題。
【專利說明】一種將城鎮(zhèn)污水廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬環(huán)境保護領(lǐng)域，涉及一種將城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理成可土地利用泥質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2010年底，我國城鎮(zhèn)生活污水設(shè)施處理能力已達到1.25億立方米/日。根據(jù)《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，到2015年，我國污水處理規(guī)模將達2.08億立方米/日。按此估算，每年產(chǎn)生的干污泥可達1100萬噸左右；以污泥含水85%計，我國每年污泥實際產(chǎn)生量達7300萬噸。
[0003]污泥是城鎮(zhèn)污水處理廠在污水處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)，是由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒及膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。城鎮(zhèn)污水處理廠污泥不僅含水量高，易腐爛，有強烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生蟲卵以及鉻、汞等重金屬和二惡英等難以降解的有毒有害及致癌物質(zhì)。污泥未經(jīng)處理隨意堆放，經(jīng)過雨水的侵蝕和滲漏作用，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人類健康。我國城市污泥產(chǎn)生量的急劇增加，急需無害化處理和資源化處置。綜合比較各種污泥處置方式，污泥土地利用應(yīng)是一個最經(jīng)濟有效的方式。
[0004]污泥土地利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良的成分等優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，這種處置方式是把污泥應(yīng)用于農(nóng)田、菜地、果園、草地、市政綠化、育苗基質(zhì)及嚴重擾動的土地修復(fù)與重建等。科學合理的土地利用，可減少污泥帶來的負面效應(yīng)，林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴重擾動的土地(如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地)的修復(fù)與重建，減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境。污泥土地利用正在成為世界各國主要的污泥處置方式，如英、美、法等許多國家城市污泥的土地利用率可達70%，污泥土地利用率在北美、歐洲、日本都在不斷持續(xù)增加，而我國污`泥土地利用率還不到10%。
[0005]污泥中含有豐富的氮、磷、有機質(zhì)和植物生產(chǎn)所需要的其他營養(yǎng)物質(zhì)，但除了營養(yǎng)物質(zhì)，污泥中還含有一些難降解的有機物、病原菌、寄生蟲卵及重金屬等有害物質(zhì)，若處理不當會造成二次環(huán)境污染。由于連續(xù)施用污泥會顯著增加土壤-植物系統(tǒng)中的重金屬含量，所以重金屬是限制污泥土地利用的主要因素之一。我國雖頒布了 GB24188— 2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》的強制性國家標準，但由于各地城鎮(zhèn)中進入污水廠的污水不僅僅是生活污水，通常是綜合生活污水、工業(yè)廢水和入滲地下水三部分組成，來源復(fù)雜；污水處理廠一般都沒有重金屬脫除系統(tǒng)，導(dǎo)致污泥中的重金屬含量不穩(wěn)定或超標。
[0006]去除或降低城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中超標的重金屬元素是有效處置和利用污泥的必須手段。目前主要研究的方法有:生物淋濾法、化學法、電動力修復(fù)法等。生物淋濾法是利用微生物(氧化亞鐵硫桿菌)特有的氧化酶系統(tǒng)直接氧化金屬硫化物，生成可溶性的硫酸鹽或者利用其代謝物質(zhì)與污泥中某些物質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物來溶解重金屬，此法受菌種穩(wěn)定性的影響，生物淋濾滯留時間長?；瘜W法是利用各種酸或有機絡(luò)合劑對污泥處理，使形成可溶解的金屬離子或絡(luò)合物而去除重金屬，該法操作復(fù)雜，成本高，在一定程度上可溶解污泥中的氮、磷和有機質(zhì)，降低污泥的肥效。電化學法是利用電場使重金屬通過離子遷移和電滲定向遷移而使之遷移出污泥，能耗低、修復(fù)徹底、可回收重金屬，但對滲透性高、傳導(dǎo)性差的污泥不適用，如果重金屬已是不溶解物，電化學法更是無能為力。
[0007]固化/穩(wěn)定技術(shù)(solidification/stabilization,簡稱S/S技術(shù))被廣泛地應(yīng)用于重金屬污染場地修復(fù)及固體廢棄物填埋處理中。與其他修復(fù)技術(shù)(例如化學處理、生物修復(fù))相比，固化/穩(wěn)定技術(shù)有著相對成本較低、施工方便、處理后的地基土強度高以及對生物降解有良好阻礙的優(yōu)點。正是由于這些優(yōu)點，國際上十分關(guān)注此項技術(shù)。將此項技術(shù)應(yīng)用到污泥無害化處理，是個極為誘人的課題。
[0008]重金屬污染土壤的原位鈍化修復(fù)技術(shù)也是國內(nèi)外研究的熱點。原位鈍化修復(fù)技術(shù)是利用各種化學、生物等措施改變重金屬污染物在污泥中的化學形態(tài)和賦存狀態(tài)，從而降低重金屬的生物有效性和遷移性，減少植物對重金屬的吸收。原位鈍化修復(fù)技術(shù)是一種經(jīng)濟、高效的污染治理技術(shù)，符合我國可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，受到土壤、環(huán)境學家越來越廣泛的關(guān)注。
在原位鈍化修復(fù)技術(shù)中的關(guān)鍵是鈍化修復(fù)劑的選擇，重金屬鈍化的長期穩(wěn)定性必須考慮。如利用石灰穩(wěn)定，是通過提高PH值來降低重金屬的生物有效性，這種鈍化是不穩(wěn)定的，一旦土壤pH通過緩沖或其他因素降低，環(huán)境風險必將重現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法。
[0010]城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中的重金屬形態(tài)和生物有效性直接影響到污泥土地利用的安全性。我們在污泥無害化`、資源化利用的研究中，借用固化/穩(wěn)定技術(shù)和原位鈍化修復(fù)技術(shù)的成果，將污泥與鹽城市拜爾侖環(huán)保科技有限公司研發(fā)的HMF型重金屬固化劑(fixative)按一定比例混合、再進行高溫好氧發(fā)酵。污泥經(jīng)過好氧發(fā)酵處理后，病原菌滅活、有機物腐殖質(zhì)化、重金屬被固定，植物可利用形態(tài)養(yǎng)分增加，污泥的物理性狀、衛(wèi)生程度、溶解度、養(yǎng)分平衡等都得到很大改善，產(chǎn)品氮、磷、鉀總養(yǎng)分，有機質(zhì)含量都有了提高。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種將城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法，它包括下列步驟:
步驟1，將計量好的HMF型重金屬固化劑通過螺旋輸送器加熱至100~150°C，送入混合機，與已投入混合機內(nèi)的污泥充分混合；
步驟2，將與熱重金屬固化劑混合好的污泥送入陽光發(fā)酵池內(nèi)，噴灑好氧有益微生物菌劑，保持溫度在50~65°C下進行好氧發(fā)酵，每天用翻拋機翻松物料一次，好氧發(fā)酵10天左右，即可使污泥充分熟化、脫水，得到合格的土地利用泥質(zhì)。
[0012]上述的將城鎮(zhèn)污水廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法，步驟I中干污泥與HMF型重金屬固化劑的質(zhì)量分數(shù)比為1: 0.25~0.5。
[0013]上述的將城鎮(zhèn)污水廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法，所得到的土地利用泥質(zhì)可用于園林綠化、林地建造，鹽堿地、沙化地和廢棄礦場的土壤改良，可生產(chǎn)苗木花卉營養(yǎng)土、有機肥、有機復(fù)混肥、緩釋有機-無機復(fù)混肥等。
[0014]本發(fā)明的將城鎮(zhèn)污水廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法，工藝簡單、操作方便、投資與成本都不高，易于規(guī)?；a(chǎn)，處理過程中無臭味、廢水等環(huán)境污染。最根本的是重金屬固定的穩(wěn)定性高，用本發(fā)明的方法處理城鎮(zhèn)污水廠污泥后制成的緩釋有機-無機復(fù)混肥，按照GB/T23349-2009《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標》的方法，用王水處理肥料試樣，測得的重金屬含量均很低。本發(fā)明從根本上解決了城鎮(zhèn)污水廠污泥無害化、資源化利用的問題。
【具體實施方式】
[0015]以下用具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0016]下述實施例中的分析數(shù)據(jù)除特別注明外，均按照國家相關(guān)標準規(guī)定檢測。
[0017]實施例1
[0018]將100份重金屬固化劑(HMF-21，由鹽城市拜爾侖環(huán)保科技有限公司提供，下同)通過螺旋輸送器加熱至140~150°C送入混合機，與混合機內(nèi)的4000份污泥(污泥含水約90%)充分混合；將與重金屬固化劑混合好的污泥送入陽光發(fā)酵池內(nèi)，噴灑好氧微生物有益菌劑(由鹽城市拜爾侖環(huán)保科技有限公司提供，下同)，保持溫度在50~65°C下進行好氧發(fā)酵，每天用翻拋機翻松物料一次，好氧發(fā)酵10天，即可使污泥充分熟化、脫水，得到910份(水分:45%)苗木花卉營養(yǎng)土。該營養(yǎng)土按照GB/T23349— 2009《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標》的方法，用王水處理肥料試樣并檢測，其重金屬的質(zhì)量分數(shù)遠低于標準限量指標。檢測結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種將城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法，其特征是它包括下列步驟: 步驟I，將計量好的HMF型重金屬固化劑通過螺旋輸送器加熱至100~150°C，送入混合機，與已投入混合機內(nèi)的污泥充分混合； 步驟2，將與熱重金屬固化劑混合好的污泥送入陽光發(fā)酵池內(nèi)，噴灑好氧有益微生物菌劑，保持溫度在50~65°C下進行好氧發(fā)酵，每天用翻拋機翻松物料一次，好氧發(fā)酵10天左右，即可使污泥充分熟化、脫水，得到合格的土地利用泥質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將城鎮(zhèn)污水廠污泥處理成土地利用泥質(zhì)的方法，其特征是:步驟I中，干污泥與HMF型重金屬`固化劑的質(zhì)量分數(shù)比為1:0.25~0.5。
【文檔編號】C02F11/02GK103771675SQ201310722324
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】邵榮, 張勁松, 許偉, 吳俊 , 丁建飛 申請人:鹽城工學院, 張勁松