本发明专利技术公开了一种城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法及其使用方法，包括羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备和接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备，羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备包括步骤：壳聚糖羧甲基化；接枝硫脲；接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备包括步骤：壳聚糖与活性炭复配；接枝硫脲。制备的稳定剂的使用方法：将从污水处理厂取回的含水率达80％左右的脱水污泥自然风干，然后过20目筛；向过筛污泥中均匀投加稳定剂，稳定剂的投加量为过筛污泥量的0.25％、0.5％、1％、2％，并按照水：污泥＝1.5:1的比例加入去离子水，搅拌均匀；将投加稳定剂后的污泥放置一定的时间，并在此期间定期对污泥进行一次搅拌均匀；对经过上述稳定一定时间后的污泥进行烘干、研磨。可同时稳定Cd、Ni、Zn的稳定剂。此种稳定剂制备方法简单，且安全环保，不产生二次污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种污泥资源化利用技术，尤其涉及一种城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法及其使用方法。
技术介绍
近些年，随着我国经济发展和城市化进程的加快，城市污水的排放量和处理比例在快速增加，城市污水处理厂的污泥产量也随之不断提高。据统计，2015年中国污水厂污泥的产量在3500万吨左右(以含水率80％计)。如何处置大量的污泥，防止其造成二次污染，已成为迫切需要解决的问题。目前污泥处置方法主要有填埋、焚烧、投海、土地利用等。其中污泥的土地利用有能耗低、成本低、运行费用低等优点，而且污泥中含有植物生长所需的营养元素，如N、P、K等。此外，污泥中所含有的有机质能够起到改善土壤结构的作用，有利于土壤成分的改良。可以看出，污泥的土地利用可以实现废物资源化，是环境友好的一种处理方法，值得提倡。。但在污水处理的过程中，污水中一半以上的重金属会进入到污泥中，比如铜、锌、镉、铅、铬等。部分地区污水厂污泥重金属的含量大大超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)标准限值。这些重金属具有难迁移、易富集和危害大等特点，限制了污泥的土地利用，要使污泥无害化、资源化，则需要对污泥中的重金属元素进行控制。目前对于污泥中重金属的控制技术主要包括物理法、生物法化学法、电动修复、固定化/稳定化等方法，这些方法各有优缺点。如，化学法由于要对污泥进行酸化，且处理过后的酸性溶液需要中和，增加了试剂和设备成本；电动修复电能消耗大，每次处理的污泥量有限，一般情况下会与其它的处理技术联用，应用受到限制；生物法处理时间长，工艺稳定性差。重金属稳定化是指向土壤/污泥中加入某种稳定剂，使得污泥中重金属转变成低溶解性、低活性及低迁移性的物质，即改变重金属在污泥中的赋存形态，从不稳定态向稳定态转变。此方法简单、经济、高效。重金属稳定剂主要有无机稳定剂和有机稳定剂两种。现无机稳定剂的应用较为常见，如专利号CN105016591、CN105567247等。但其存在状态不够稳定，在稳定化开展过程中易受环境变化从而使重金属重新进入地表水或地下水。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备方法简单，且安全环保、不产生二次污染的城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法及其使用方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法，其特征在于，包括羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备和接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备，具体包括以下步骤：所述羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备包括步骤：A、壳聚糖羧甲基化；B、接枝硫脲；所述接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备包括步骤：C、壳聚糖与活性炭复配；D、接枝硫脲；所述A步骤中，羧甲基化包括以下步骤：10g壳聚糖加入到100mL异丙醇中，搅拌混匀；加入252mL1mol/LNaOH，碱化10h；加入12g固体氯乙酸，在T为60℃条件下搅拌反应3h；加入200mL去离子水，并用冰醋酸调节溶液pH为7；抽滤，所得产物分别用70％乙醇及无水乙醇反复冲洗，再抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物；所述B步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：3g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入3mL25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入0.5g已在25mL去离子水中完全溶解的羧甲基壳聚糖，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇反复冲洗，抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物。所述C步骤中，壳聚糖与活性炭复配包括以下步骤：0.5g壳聚糖加入到25mL5％冰醋酸中，磁力搅拌成凝胶状；加入0.5g活性炭，在T为50℃条件下，磁力搅拌15min；所述D步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：1.5g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入0.5mL25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入C步骤中壳聚糖与活性炭复配溶液，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇反复冲洗，抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物。本专利技术的上述所制备的城市污水厂污泥重金属稳定剂的使用方法，城市污泥重金属稳定过程包括以下步骤：将从污水处理厂取回的含水率达80％左右的脱水污泥自然风干，然后过20目筛；向过筛污泥中均匀投加权利要求1制备稳定剂，稳定剂的投加量为过筛污泥量的0.25％、0.5％、1％、2％，并按照水：污泥＝1.5:1的比例加入去离子水，搅拌均匀；将投加稳定剂后的污泥放置一定的时间，并在此期间定期对污泥进行一次搅拌均匀；对经过上述稳定一定时间后的污泥进行烘干、研磨。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法及其使用方法，通过对壳聚糖进行羧甲基化、接枝、复配改性，从而制备出可同时稳定Cd、Ni、Zn的稳定剂。此种稳定剂制备方法简单，且安全环保，不产生二次污染。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法，其较佳的具体实施方式是：包括羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备和接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备，具体包括以下步骤：所述羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备包括步骤：A、壳聚糖羧甲基化；B、接枝硫脲；所述接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备包括步骤：C、壳聚糖与活性炭复配；D、接枝硫脲；所述A步骤中，羧甲基化包括以下步骤：10g壳聚糖加入到100mL异丙醇中，搅拌混匀；加入252mL1mol/LNaOH，碱化10h；加入12g固体氯乙酸，在T为60℃条件下搅拌反应3h；加入200mL去离子水，并用冰醋酸调节溶液pH为7；抽滤，所得产物分别用70％乙醇及无水乙醇反复冲洗，再抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物；所述B步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：3g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入3mL25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入0.5g已在25mL去离子水中完全溶解的羧甲基壳聚糖，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇反复冲洗，抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物。所述C步骤中，壳聚糖与活性炭复配包括以下步骤：0.5g壳聚糖加入到25mL5％冰醋酸中，磁力搅拌成凝胶状；加入0.5g活性炭，在T为50℃条件下，磁力搅拌15min；所述D步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：1.5g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入0.5mL25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入C步骤中壳聚糖与活性炭复配溶液，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇反复冲洗，抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物。本专利技术的上述所制备的城市污水厂污泥重金属稳定剂的使用方法，其较佳的具体实施方式是：城市污泥重金属稳定过程包括以下步骤：将从污水处理厂取回的含水率达80％左右的脱水污泥自然风干，然后过20目筛；向过筛污泥中均匀投加权利要求1制备稳定剂，稳定剂的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法，其特征在于，包括羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备和接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备，具体包括以下步骤：所述羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备包括步骤：A、壳聚糖羧甲基化；B、接枝硫脲；所述接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备包括步骤：C、壳聚糖与活性炭复配；D、接枝硫脲；所述A步骤中，羧甲基化包括以下步骤：10g壳聚糖加入到100mL异丙醇中，搅拌混匀；加入252mL 1mol/LNaOH，碱化10h；加入12g固体氯乙酸，在T为60℃条件下搅拌反应3h；加入200mL去离子水，并用冰醋酸调节溶液pH为7；抽滤，所得产物分别用70％乙醇及无水乙醇反复冲洗，再抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物；所述B步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：3g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入3mL 25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入0.5g已在25mL去离子水中完全溶解的羧甲基壳聚糖，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇反复冲洗，抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物。所述C步骤中，壳聚糖与活性炭复配包括以下步骤：0.5g壳聚糖加入到25mL 5％冰醋酸中，磁力搅拌成凝胶状；加入0.5g活性炭，在T为50℃条件下，磁力搅拌15min；所述D步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：1.5g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入0.5mL 25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入C步骤中壳聚糖与活性炭复配溶液，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇反复冲洗，抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物。...
【技术特征摘要】
1.一种城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法，其特征在于，包括羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备和接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备，具体包括以下步骤：所述羧甲基壳聚糖接枝硫脲制备包括步骤：A、壳聚糖羧甲基化；B、接枝硫脲；所述接枝硫脲壳聚糖复配活性炭制备包括步骤：C、壳聚糖与活性炭复配；D、接枝硫脲；所述A步骤中，羧甲基化包括以下步骤：10g壳聚糖加入到100mL异丙醇中，搅拌混匀；加入252mL1mol/LNaOH，碱化10h；加入12g固体氯乙酸，在T为60℃条件下搅拌反应3h；加入200mL去离子水，并用冰醋酸调节溶液pH为7；抽滤，所得产物分别用70％乙醇及无水乙醇反复冲洗，再抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物；所述B步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：3g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入3mL25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入0.5g已在25mL去离子水中完全溶解的羧甲基壳聚糖，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇反复冲洗，抽滤；在T为55℃条件下烘干抽滤产物。所述C步骤中，壳聚糖与活性炭复配包括以下步骤：0.5g壳聚糖加入到25mL5％冰醋酸中，磁力搅拌成凝胶状；加入0.5g活性炭，在T为50℃条件下，磁力搅拌15min；所述D步骤中，接枝硫脲包括以下步骤：1.5g硫脲加入50mL去离子水完全溶解；加入0.5mL25％戊二醛，并在T为50℃条件下，磁力搅拌30min；加入C步骤中壳聚糖与活性炭复配溶液，并在T为70℃条件下，磁力搅拌30min；分别用1mol/LNaOH、去离子水、无水乙醇...
【专利技术属性】
技术研发人员：章丽萍，刘青，魏含宇，戴瑾，翟琦航，何绪文，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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