本發(fā)明涉及環(huán)保與廢棄物資源轉(zhuǎn)化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的綜合利用方法。

背景技術(shù)：

污泥是城鎮(zhèn)污水處理廠在處理城鎮(zhèn)生活污水與工業(yè)廢水過(guò)程中所產(chǎn)生的廢棄物，其主要組成是多種微生物形成的菌膠團(tuán)所吸附的有機(jī)物與無(wú)機(jī)物，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的日益加快和對(duì)污水處理水質(zhì)要求的不斷提高，作為污水處理廠的副產(chǎn)物——污泥其產(chǎn)量不斷增加，同時(shí)污泥處理處置技術(shù)也面臨新的挑戰(zhàn)。

污泥的處置途徑通常有衛(wèi)生填埋、焚燒處理、土地利用等。近年來(lái)，世界各國(guó)在污泥處理處置方面的發(fā)展趨勢(shì)是減少衛(wèi)生填埋、適度發(fā)展焚燒處理、大力推進(jìn)污泥土地利用等。城鎮(zhèn)污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)以及豐富的氮、磷等植物性營(yíng)養(yǎng)元素，是污泥資源化利用的主要因素，但是不同地區(qū)污水處理廠的污泥中還可能含有易于富集并對(duì)環(huán)境危害較大的重金屬，這是污泥資源化利用的一個(gè)障礙，例如鉻是一種具有生物積累性和毒性的化學(xué)物質(zhì)，一旦釋放到環(huán)境中，即使是很小的量，也可能會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期的毒性影響。而土壤中的銅、鋅含量超過(guò)一定限度時(shí)，則會(huì)對(duì)植物根部造成嚴(yán)重?fù)p壞，影響植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，導(dǎo)致植物的不良生長(zhǎng)甚至死亡；人體中的銅過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致血紅蛋白變性，抑制呼吸作用，對(duì)人體的新陳代謝造成影響，而且還有可能引發(fā)心血管系統(tǒng)疾病。因此，要想通過(guò)土地利用來(lái)解決城鎮(zhèn)污泥的處理處置與資源化問(wèn)題，如何有效地去除污泥中的重金屬是關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的綜合利用方法，通過(guò)生物作用將污泥中的重金屬去除，變廢為寶，利用其產(chǎn)品產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的綜合利用方法包括以下步驟：

步驟一：取污泥池中的污泥經(jīng)風(fēng)干、研磨及過(guò)篩后提取其中的微生物，提取到的微生物經(jīng)分離、篩選及純化后得到自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌，將得到的自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌接入培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)大菌落培養(yǎng)以備用；

步驟二：將富含重金屬的污泥抽入污泥調(diào)節(jié)池中，向污泥調(diào)節(jié)池中加水調(diào)節(jié)污泥濃度至2800～3200mg/L，向污泥調(diào)節(jié)池中按照40～80mg/L加入步驟一種所培養(yǎng)的自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌并攪拌均勻，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)向污泥調(diào)節(jié)池中通氧，使污泥調(diào)節(jié)池中的氧濃度在1.8～2.2mg/L條件下反應(yīng)8～12天，將難溶于水的重金屬通過(guò)生物作用轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑缘闹亟饘匐x子并溶于水中；

步驟三：將步驟二中反應(yīng)結(jié)束后的污泥抽入脫水設(shè)備分離為液相濾液及固相污泥，其中的重金屬以離子形態(tài)大部分富集于液相濾液中，小部分殘留在固相污泥中；

步驟四：將步驟三中分離出的液相濾液通入栽種有根系發(fā)達(dá)植物的吸收池中并保持18～25天，通過(guò)植物根系將液相濾液中的重金屬離子吸收，使水質(zhì)達(dá)標(biāo)排出；

步驟五：將步驟三中分離出的固相污泥制成條垛狀，并調(diào)節(jié)其含水量至55%～70%，在條垛狀的固相污泥上栽種根系發(fā)達(dá)植物以吸收殘留的重金屬離子，在植物根系布滿固相污泥后將植物連根收獲，將富集重金屬離子的植物根系部分集中處理，將植物莖葉部分連同栽種過(guò)植物的固相污泥用做堆肥料。

優(yōu)選的，所述嗜酸性硫桿菌為嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌。

優(yōu)選的，所述步驟一中的培養(yǎng)基為Waksman液體培養(yǎng)基。

優(yōu)選的，所述步驟二中污泥調(diào)節(jié)池中的污泥濃度調(diào)節(jié)至3000mg/L，并按照60mg/L向污泥調(diào)節(jié)池中加入步驟一種所培養(yǎng)的自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌，使污泥調(diào)節(jié)池中的氧濃度在2mg/L的條件下保持10天。

優(yōu)選的，所述步驟四中的吸收池為多個(gè)規(guī)格為20m*50cm*50cm的溝道，多個(gè)溝道的兩端分別通過(guò)閥門(mén)與步驟三中的脫水設(shè)備以及污水廠的排水道聯(lián)通。

優(yōu)選的，所述步驟四中栽種于吸收池的植物為觀賞性經(jīng)濟(jì)植物。

優(yōu)選的，所述步驟五中的固相污泥制成規(guī)格為2m*2m*30cm的條垛狀用于栽種根系發(fā)達(dá)植物。

優(yōu)選的，向所述步驟五中的堆肥料中加入雜草、樹(shù)葉、泥炭、垃圾以及人畜糞尿經(jīng)堆制腐解制成有機(jī)肥料。

優(yōu)選的，所述步驟五中富集重金屬離子的植物根系部分經(jīng)曬干后做焚燒處理。

有益效果

采用本發(fā)明的城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的綜合利用方法，通過(guò)微生物與污泥中難溶于水的重金屬反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑缘闹亟饘匐x子并溶于液相濾液中，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，去除效果好，適用范圍廣，且能有效的去除污泥中的病原菌等有點(diǎn)。分離出的液相濾液利用其氮磷鉀等有機(jī)質(zhì)含量豐富的特性，用于栽種觀賞經(jīng)濟(jì)植物，待植物將液相濾液中的重金屬離子吸收后即可將水質(zhì)達(dá)標(biāo)的液相濾液排出，避免了富集重金屬離子的液相濾液二次污染；分離出的固相污泥同樣利用栽種根系發(fā)達(dá)植物將重金屬離子吸收后，將植物富集重金屬離子的根部集中處理，將植物不含重金屬離子的莖葉部分連同栽種過(guò)植物的固相污泥混合制作堆肥。實(shí)現(xiàn)了環(huán)保及廢棄物資源再利用，并利用產(chǎn)品變廢為寶，栽種的觀賞經(jīng)濟(jì)作物及制作的堆肥都能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，符合污泥土地利用的發(fā)展趨勢(shì)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的綜合利用方法的具體實(shí)施方式包括以下步驟：

步驟一：取污水廠的污泥池中的污泥經(jīng)風(fēng)干、研磨及過(guò)篩后提取其中的微生物，提取到的微生物經(jīng)分離、篩選及純化后得到自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌，主要包括自養(yǎng)型嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，自養(yǎng)型嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌以污泥中本身存在的亞鐵作為菌株的能源物質(zhì),不需另加入硫粉等其他能源物質(zhì)，能夠有效地將污泥中重金屬去除，大大降低生產(chǎn)成本。將得到的自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌接入Waksman液體培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)大菌落培養(yǎng)以備用；

步驟二：將富含重金屬的污泥通過(guò)污泥泵抽入污泥調(diào)節(jié)池中，本實(shí)施例中污泥的濃度為5100 mg/L，污泥調(diào)節(jié)池中加水調(diào)節(jié)污泥濃度至3000mg/L，經(jīng)檢測(cè)表明，污泥調(diào)節(jié)池中的幾種重金屬含量均超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中鉻的含量為2350mg/kg，銅的含量為1763 mg/kg，鋅的含量為2260 mg/kg，鎘的含量為12.07 mg/kg，按照60mg/L向污泥調(diào)節(jié)池中加入步驟一種所培養(yǎng)的自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌并攪拌均勻，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)向污泥調(diào)節(jié)池中通氧，使污泥調(diào)節(jié)池中的氧濃度在2mg/L條件下反應(yīng)10天，即可將難溶于水的重金屬通過(guò)生物作用轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑缘闹亟饘匐x子并溶于水中；

步驟三：將步驟二中反應(yīng)結(jié)束后的污泥通過(guò)污泥泵抽入脫水設(shè)備分離為液相濾液及固相污泥，其中的重金屬以離子形態(tài)大部分富集于液相濾液中，小部分殘留在固相污泥中；經(jīng)檢測(cè)，該液相濾液中的鉻的含量為2209mg/kg，銅的含量為1632.6 mg/kg，鋅的含量為2131.2 mg/kg，鎘的含量為11.5mg/kg，鉻、銅、鋅以及鎘的溶出率分別達(dá)到94%、92.6%、94.3%以及95.2%；

步驟四：將步驟三中分離出的液相濾液通入栽種有根系發(fā)達(dá)的觀賞性經(jīng)濟(jì)植物的吸收池中并保持18～25天，通過(guò)植物根系將液相濾液中的重金屬離子吸收，經(jīng)植物根系吸收后的液相濾液中鉻、銅、鋅以及鎘的含量分別為86 mg/kg、26 mg/kg、23 mg/kg以及0.35 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；本實(shí)施例中的吸收池為多個(gè)規(guī)格為20m*50cm*50cm的溝道，多個(gè)溝道的兩端分別通過(guò)閥門(mén)與步驟三中的脫水設(shè)備以及污水廠的排水道聯(lián)通，適用于大規(guī)模、分批次栽種觀賞性經(jīng)濟(jì)植物。

步驟五：將步驟三中分離出的固相污泥制成規(guī)格為2m*2m*30cm條垛狀，并調(diào)節(jié)其含水量至55%～70%，在條垛狀的固相污泥上栽種根系發(fā)達(dá)植物以吸收殘留的重金屬離子，在植物根系布滿固相污泥后將植物連根收獲，此時(shí)固相污泥中鉻、銅、鋅以及鎘的含量分別為43 mg/kg、16 mg/kg、17.5 mg/kg以及0.22 mg/kg，同樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；將富集重金屬離子的植物根系部分集中焚燒處理，將植物莖葉部分連同栽種過(guò)植物的固相污泥加入雜草、樹(shù)葉、泥炭、垃圾以及人畜糞尿經(jīng)堆制腐解制成有機(jī)肥料。

本發(fā)明的一種城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的綜合利用方法將污泥中的重金屬通過(guò)污泥中本身存在的微生物作用溶于水中，并被植物吸收，水質(zhì)達(dá)標(biāo)排出后觀賞性經(jīng)濟(jì)作物可出售于花卉市場(chǎng)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，固相污泥可用于堆肥料，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，適用于城鎮(zhèn)污水處理廠推廣應(yīng)用。