一种利用预处理污泥去除重金属的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用预处理污泥去除重金属的方法。该方法主要由污泥预处理、预处理污泥或其组分与重金属废水溶液混合、沉淀分离三部分组成，操作方法是先将污水处理厂污泥进行浓缩，调节到合适浓度后再进行预处理，然后将预处理污泥或其组分与重金属废水溶液搅拌混合，最后进行沉淀分离。采用适当的预处理可以将污泥中的有机物质释放出来，这些有机物质可与废水中重金属离子结合产生沉淀，而预处理后的污泥固形物同样可以吸附溶液中的重金属离子，两种作用下实现重金属离子的去除。本发明专利技术的工艺简单、操作和控制简便和运行费用低，实现了以废治废。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污泥处理技术，特别涉及一种利用污水处理厂剩余污泥经预处理后去除废水溶液中重金属的方法。
技术介绍
剩余污泥是污水生物处理过程中产生的一种副产物，污泥中含有大量的有机废弃物，不经处理极易造成环境的二次污染。随着我国城市化和工业化进程的加快，城市污水处理量也随之大幅增加，同时污水处理后产生的剩余污泥也大量增加，据报道2015年我国全年城镇污水处理厂污泥产量(以含水率80％计)达3359万吨，且仍在不断增加，预计至2020年污泥产量将突破6000万吨，传统的“重水轻泥”观念抑制了污泥处理的投入和发展，面对污泥处理要求“减量化、稳定化、无害化和资源化”的目标和要求，显得处理能力不足、手段落后，目前污泥处理成本很高，可占到污水处理厂总投资的30％～50％，污泥中含有的大量有机物质的回收、资源化利用率低，这不仅没能创造二次利润以降低污水厂的处理成本，反而成为了环境保护的负担，因此剩余污泥的处理已成为困扰污水处理厂和政府有关部门的一个难题。目前，污泥预处理的方法主要可以分为：物理、机械、化学、生物和联合预处理的方法，分别采用施加外界能量、机械剪切力、化学试剂氧化、生物酶水解和联合使用的方法破碎污泥中细胞，释放出有机物质。目前，预处理后的污泥主要应用于消化产甲烷、制备建筑材料、生产可降解塑料PHA和做反硝化细菌的内碳源等方面，但是相对于庞大的污泥产量，污泥在资源化应用方面还远远不够。随着工矿企业的发展，重金属污染问题已经越来越影响人们的生活，目前用于除去重金属的有效分离工艺有吸附、沉淀、离子交换、电化学处理、膜技术和蒸发凝固等，吸附法作为目前常用的一种去除废水中重金属离子的方法，具有高效、节能、可循环利用和环保等特点，越来越受到人们的青睐。本专利技术用预处理后的污泥吸附重金属，不仅拓展了污泥的资源化应用，对污泥处理工业的发展具有重要意义，而且可以降低除去溶液中重金属离子的成本。
技术实现思路
为了克服上述传统吸附重金属方法存在的吸附效率低、经济性差和工艺复杂等缺点，本专利技术提供了一种工艺简单、操作和控制简便和运行费用低的高效去除废水中重金属离子的方法，其利用污水处理厂产生的污泥这一废物来吸附沉淀废水中的重金属，从而在污泥无害化处理的同时实现污泥资源化应用，并降低去除重金属污染的成本，实现以废治废。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种利用预处理污泥去除重金属的方法，所述方法包括：步骤A，污泥预处理，使污泥中的有机物质释放并形成污泥固形物；步骤B，预处理污泥或其组分与重金属废水搅拌混合；步骤C，沉淀分离。作为上述技术方案的改进，所述步骤A包括步骤A1，污水处理厂的污泥浓缩处理，将取回的污泥静置自由沉淀4～8h或其他方法浓缩，将污泥浓度调整到6～200g/L；步骤A2，对浓缩后的污泥进行预处理，其污泥预处理方法包括热处理、微波处理、超声波处理、酸碱处理、高压脉冲电场处理、均质处理和机械粉碎及其他能够使污泥溶胞的处理方法中的任一种或几种联合使用。优选的，在所述步骤A1中，污水处理厂的污泥浓缩处理，将取回的污泥离心浓缩，将污泥浓度调整到20～50g/L。作为上述技术方案的改进，所述步骤B的具体操作方法为将预处理污泥或其组分与重金属废水溶液按一定比例混合，同时持续振荡，以保证预处理污泥与重金属废水溶液混合均匀、充分吸附，混合时间为15～60min，以使预处理污泥吸附废水溶液中大部分的重金属。优选的，在所述步骤B中，预处理污泥或其组分与重金属废水溶液按一定比例混合时，保持恒温同时持续振荡，如可选择在恒温振荡培养箱中进行，混合时间为30～45min。优选的，在所述步骤B中，可被预处理污泥吸附的废水溶液中大部分重金属包括Cu2+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Ni2+、Cr3+、Cr6+、Pb2+、Mn2+和Hg2+等。作为上述技术方案的改进，所述步骤C的具体操作方法为沉淀分离采用自由沉淀分离、离心沉淀分离或其它沉淀分离方法中的任一种，其中自由沉淀分离时间为4～8h，离心沉淀分离的离心速度为1000～8000r/min，离心时间为5～30min，其重金属离子的去除率随预处理污泥和废水溶液中的重金属离子的浓度及预处理污泥或其组分与重金属废水溶液的比例变化。优选的，在所述步骤C中，沉淀分离方法采用离心沉淀分离，其离心速度为2000～5000r/min，离心时间为10～20min。本专利技术带来的有益效果有：本专利技术采用适当的预处理，将污泥预处理溶胞作用得到的产物应用到废水中重金属离子的去除过程中：其中污泥中释放的有机物质，可与废水溶液中的重金属离子结合产生沉淀，而预处理后形成的污泥固形物同样可以吸附溶液中的重金属离子，两种作用同时实现重金属离子的去除。污泥预处理可以实现污泥无害化处理，减少污泥对环境的危害，同时应用到废水溶液中重金属离子的去除，可以取得良好的重金属去除效果，在污泥无害化处理的同时实现了污泥的资源化应用，并降低去除重金属污染的成本，实现了以废治废。此外本专利技术工艺简单、操作和控制简便，运行费用低。具体实施方式实施例1一种利用预处理污泥去除重金属的方法，所述方法包括：步骤A，污泥预处理，使污泥中的有机物质释放并形成污泥固形物；步骤B，预处理污泥或其组分与重金属废水搅拌混合；步骤C，沉淀分离。进一步，步骤A包括步骤A1，污水处理厂的污泥浓缩处理，将取回的污泥静置自由沉淀6h浓缩，将污泥浓度调整到100g/L；步骤A2，对浓缩后的污泥进行预处理，其污泥预处理方法包括热处理、微波处理、超声波处理、酸碱处理、高压脉冲电场处理、均质处理和机械粉碎及其他能够使污泥溶胞的处理方法中的任一种或几种联合使用。进一步，步骤B的具体操作方法为将预处理污泥或其组分与重金属废水溶液按一定比例混合，同时持续振荡，以保证预处理污泥与重金属废水溶液混合均匀、充分吸附，混合时间为35min，以使预处理污泥吸附废水溶液中大部分的重金属。进一步，步骤C的具体操作方法为沉淀分离采用自由沉淀分离，时间为6h，其重金属离子的去除率随预处理污泥和废水溶液中的重金属离子的浓度及预处理污泥或其组分与重金属废水溶液的比例变化。实施例2将取自污水处理厂的剩余污泥，通过自由沉淀浓缩，将污泥浓度调整到14g/L，用N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用预处理污泥去除重金属的方法，其特征在于：所述方法包括步骤A，污泥预处理，使污泥中的有机物质释放并形成污泥固形物；步骤B，预处理污泥或其组分与重金属废水溶液搅拌混合；步骤C，沉淀分离。

【技术特征摘要】
1.一种利用预处理污泥去除重金属的方法，其特征在于：所述方法
包括
步骤A，污泥预处理，使污泥中的有机物质释放并形成污泥固形
物；
步骤B，预处理污泥或其组分与重金属废水溶液搅拌混合；
步骤C，沉淀分离。
2.根据权利要求1所述的利用预处理污泥去除重金属的方法，其特
征在于：所述步骤A包括
步骤A1，污水处理厂的污泥浓缩处理，将取回的污泥静置自由
沉淀4～8h或其他方法浓缩，将污泥浓度调整到6～200g/L；
步骤A2，对浓缩后的污泥进行预处理，其污泥预处理方法包括
热处理、微波处理、超声波处理、酸碱处理、高压脉冲电场处理、均
质处理和机械粉碎及其他能够使污泥溶胞的处理方法中的任一种或
几种联合使用。
3.根据权利要求2所述的利用预处理污泥去除重金属的方法，其特
征在于：
所述步骤B的具体操作方法为
将预处理污泥或其组分与重金属废水溶液按一定比例混合，同时
持续振荡，以保证预处理污泥与重金属废水溶液混合均匀、充分吸附，
混合时间为15～60min，以使预处理污泥吸附废水溶液中大部分的重
金属。
4.根据权利要求3所述的利用预处理污泥去除重金属的方法，其特

\t征在于：
所述步骤C的具体操作方法为
沉淀分离采用自由沉淀分离、离心沉淀分...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖本益，翟世民，郭雪松，刘俊新，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11