一種污泥重金屬的處理方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及污泥處理領域，具體地，涉及一種污泥重金屬的處理方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟的快速增長和對環(huán)境保護的日益重視，污水處理得到了迅速發(fā)展， 處理能力及處理率得到不斷提高，到"十二五"末期，全國污水日總處理能力將達到1. 7億 m3,年處理量達620. 5億m3。按照現(xiàn)在普遍采用的生化法，污水處理將產生污水量0. 6重 量％左右的剩余污泥，每年將產生含水98%的剩余污泥3. 72億m3,數量龐大。目前對剩余 污泥最佳的利用途徑是污泥的農用，但是污泥中含有的Ni、Cu、Pb、Zn和Cd等重金屬對環(huán) 境有很大的危害，嚴重影響污泥的資源化利用。而且污泥中的重金屬對環(huán)境的危害除了與 其總量有關外，更大程度上取決于其形態(tài)分布，故污泥重金屬形態(tài)分布的研究對污泥的開 發(fā)具有重要指導意義。重金屬的生物有效性與重金屬的形態(tài)有密切關系。一般地，污泥重 金屬形態(tài)可分為可交換態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)、硫化物及有機物結合態(tài)以及 殘渣態(tài)。其中前三種為生物活性態(tài)，為不穩(wěn)定的形態(tài)；后兩種為穩(wěn)定態(tài)，對環(huán)境影響小。因 此如何降低不穩(wěn)定形態(tài)或增加穩(wěn)定形態(tài)對處理污泥中的重金屬至關重要。
[0003] 現(xiàn)有技術中去除污泥中重金屬的方法主要有化學法、生物法以及固化方法?；瘜W 法主要是利用有機酸或無機酸浸出重金屬，再除去重金屬，但是存在耗酸量大，費用高等缺 點；生物法主要是利用氧化亞鐵硫桿菌等細菌通過新陳代謝產生酸、消耗硫元素，使污泥中 重金屬浸出的方法，然而此方法比較耗時，且細菌培養(yǎng)難度較大、對設備要求較高。固化方 法主要是往污泥中加入固化劑，將污泥中重金屬固定在污泥中形成穩(wěn)定的形態(tài)，但是固化 處理后的污泥破壞了污泥的結構、透水、透氣等基本特性，且體積龐大。因此，研發(fā)一種對設 備要求簡單、資源消耗少、成本低、處理條件溫和，且對污泥中重金屬附、&!、？13、211、0(1有很 好的處理效果的污泥重金屬處理方法，具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的去除污泥中重金屬的方法存在的上述缺陷， 提供一種污泥重金屬的處理方法，該方法對設備要求簡單、資源消耗少、成本低、處理條件 溫和，且對重金屬Ni、Cu、Pb、Zn、Cd有很好的處理效果。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外發(fā)現(xiàn)，在處理污泥重金屬時，將污泥調節(jié)至中性或 酸性后，在污泥中加入乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五乙酸和磷酸的混合物，攪拌后進行 首次固液分離，并在得到的分離液中加入沉淀劑，然后進行二次固液分離，對污泥中重金屬 Ni、Cu、Pb、Zn、Cd有很好的處理效果，且對設備要求簡單、資源消耗少、成本低、處理條件溫 和。
[0006] 因此，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種污泥重金屬的處理方法，所述方法包 括：將污泥調節(jié)至中性或酸性，在污泥中加入浸提劑，攪拌后進行首次固液分離，并在得到 的分離液中加入沉淀劑，然后進行二次固液分離，其中，所述浸提劑為乙二胺四甲叉膦酸、 二乙烯三胺五乙酸和磷酸的混合物。
[0007] 本發(fā)明的方法，工藝簡單，處理條件溫和，重金屬生物有效性脫除完全，且經浸提 劑浸提后污泥中重金屬以穩(wěn)定態(tài)的硫化物及有機物結合態(tài)和殘渣態(tài)存在，對環(huán)境沒有影 響；用酸量低且浸提劑中的螯合劑可循環(huán)利用，成本低，處理后的污泥可以直接排放和資源 化利用，同時還可以回收重金屬。
[0008] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0009] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明提供了一種污泥重金屬的處理方法，該方法包括：將污泥調節(jié)至中性或酸 性，在污泥中加入浸提劑，攪拌后進行首次固液分離，并在得到的分離液中加入沉淀劑，然 后進行二次固液分離，其中，所述浸提劑為乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP)、二乙烯三胺五乙酸 (DTPA)和磷酸的混合物。
[0011] 本領域技術人員應該理解的是，污泥中的重金屬一般為Ni、Cu、Pb、Zn和Cd，本發(fā) 明的方法中，污泥中重金屬的量以Ni、Cu、Pb、Zn和Cd的總量計。
[0012] 本發(fā)明的方法中，在將污泥調節(jié)至中性或酸性的情況下，出于降低酸耗量的考慮， 優(yōu)選情況下，將污泥調節(jié)至pH值為5-7。對于調節(jié)污泥的pH值的方法沒有特別的限定，只 要能夠將污泥調節(jié)至中性或酸性，優(yōu)選為調節(jié)pH值為5-7即可。例如，可以用酸對污泥的 pH值進行調節(jié)，所用的酸可以為工業(yè)級鹽酸、硫酸和硝酸中的一種或多種。
[0013] 本發(fā)明的方法中，為了提高對污泥中重金屬Ni、Cu、Pb、Zn、Cd的處理效果，優(yōu)選 情況下，浸提劑中，二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四甲叉膦酸和磷酸的摩爾比為1 :2.5-3.5 : 0. 05-0. 15。進一步優(yōu)選地，以摩爾量計，浸提劑的加入量為污泥中重金屬總摩爾量的1. 5-3 倍，重金屬為Ni、Cu、Pb、Zn和Cd。本領域技術人員應該理解的是，浸提劑的加入量為浸提 劑中乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五乙酸和磷酸的摩爾量之和。
[0014] 本發(fā)明方法中，為了提高對污泥中重金屬Ni、Cu、Pb、Zn、Cd的處理效果，優(yōu)選情況 下，將浸提劑溶解于一定量的蒸餾水中形成水溶液，然后將前述水溶液加入污泥中。對于蒸 餾水的量沒有特別的限定，只要能夠使浸提劑完全溶解即可。
[0015] 本發(fā)明方法中，為了提高對污泥中重金屬Ni、Cu、Pb、Zn、Cd的處理效果，優(yōu)選情況 下，在污泥中加入浸提劑的方式為在攪拌下加入浸提劑。對于攪拌的條件沒有特別的限定， 可以為本領域常規(guī)的各種攪拌條件。
[0016] 為了提高對污泥中重金屬Ni、Cu、Pb、Zn、Cd的處理效果，本發(fā)明的方法還可以包 括：在向污泥中加入浸提劑之后并在攪拌之前，進行超聲處理，超聲處理的條件包括：超聲 時間為20-40min，超聲頻率為100-150W。對于超聲處理的方法沒有特別的限定，可以為本 領域常用的各種超聲處理方法，此為本領域技術人員所公知，在此不再贅述。
[0017] 本發(fā)明的方法中，為了提高對污泥中重金屬Ni、Cu、Pb、Zn、Cd的處理效果，優(yōu)選情 況下，攪拌的條件包括：攪拌的時間為12_24h，攪拌速度為300-350rpm。
[0018] 本發(fā)明的方法中，通過浸提劑的浸提處理，可以將污泥中以不穩(wěn)定形態(tài)存在的含 量較高的重金屬從污泥中浸提出來，而污泥中以穩(wěn)定態(tài)存在的含量較低的重金屬則繼續(xù)保 留在污泥中。具體地，經過前述處理，可以使浸提劑與污泥中以不穩(wěn)定形態(tài)存在的重金屬形 成可溶性的螯合物和磷酸鹽，由于H)TMP、DTPA和磷酸的金屬絡合物具有很大的穩(wěn)定常數， 可以使以不穩(wěn)定形態(tài)存在的重金屬從污泥中去除，形成可溶的金屬絡合物溶解在上層溶液 中，充分浸提后，可以進行固液分離，從而可以將污泥中以不穩(wěn)定形態(tài)存在的重金屬和以穩(wěn) 定態(tài)存在的重金屬進行分離。
[0019] 本發(fā)明的方法中，對于固液分離（包括首次固液分離和二次固液分離）沒有特別 的限定，可以為本領域常用的各種固液分離的方法，在此不作贅述。
[0020] 本發(fā)明的方法中，首次固液分離得到的污泥沉淀中的重金屬都以穩(wěn)定態(tài)存在，且 含量較低，可以直接排放和農用，而首次固液分離得到的分離液中則含有重金屬。因此，本 發(fā)明的方法還可以包括：直接排放首次固液分離得到的污泥沉淀并用作肥料。
[0021] 本發(fā)明方法中，對于沉淀劑沒有特別的限定，只要能夠與首次固液分離得到的分 離液中的重金屬發(fā)生沉淀反應生成更穩(wěn)定的金屬沉淀物即可，優(yōu)選情況下，沉淀劑為硫化 鈉、硫化鉀和硫化銨中的一種或多種。進一步優(yōu)選地，以摩爾量計，沉淀劑的加入量為分離 液中重金屬總摩爾量的1. 2-2倍，重金屬為Ni、Cu、Pb、Zn和Cd。本領域技術人員應該理解 的是，若沉淀劑為硫化鈉、硫化鉀和硫化銨中的多種，則沉淀劑的加入量為前述多種組分的 摩爾量之和。
[0022] 本發(fā)明的方法還可以包括：將二次固液分離得到的沉淀進行回收處理，將二次固 液分離得到的分離液（分離液中含有H)TMP、DTPA等）酸化后循環(huán)用于污泥重金屬的處理。 對于回收處理的方法沒有特別的限定，可以為本領域常用的各種回收處理方法，均為本領 域技術人員所公知，在此不再贅述。對于將二次固液分離得到的分離液進行酸化的方法沒 有特別的限定，可以為本領域常用的各種酸化方法，例如可以為在分離液中加入鹽酸、硫酸 和硝酸中