一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法，包括步骤：将所采集污泥原样中杂物去除后烘干保存至实验室备用；将EDTA淋洗液和污泥试样按比例加入污泥淋洗装置内，淋洗均匀；将淋洗均匀的污泥装入离心管中进行离心，离心过程中考虑离心力、淋洗时间、淋洗次数和离心温度等因素对淋洗液和污泥两相分离的影响。本发明专利技术有益效果是：通过向污泥中加入EDTA淋洗液对污泥中吸附态重金属Cd进行淋洗萃取，然后通过离心方法将淋洗液其从污泥中分离，可普遍降低污泥中重金属Cd的含量和所造成的生态危害。

【技术实现步骤摘要】
一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法
本专利技术涉及环境岩土工程领域，具体涉及一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法
技术介绍
海河流域经济迅猛发展，带来了大量工业废水和生活污水的排放，造成非常严重的区域环境污染。天津位于海河流域下游，大量重金属Cd及其化合物进入河湖水环境，导致水质和底泥产生严重的污染。随着城市污水处理能力不断提高，河湖水污染状况能够得到有效改善，但同时产生的大量污泥成为一个新出现的难题。我国城市污泥产量很高，预计到2020年我国污泥产量达到6000～9000万吨左右，对污泥处理的压力巨大。由于污泥产量巨大，若有效利用将污泥处理转化成为一种资源回用、环境友好的一种土壤资源，则会带来巨大的经济效益和环境效益。污泥含有丰富的有机质、氮、磷、钾等农作物所需营养物质，但由于受重金属的污染使污泥无法直接农用。与有机污染物不同，重金属一般不能进行生物降解并且可在有机体中进行积累。其中重金属Cd污染范围广、毒性大，对生态环境危害极大。当它直接或间接进入到食物链，会破坏细胞膜的结构，取代必需元素的结合位点，扰乱酶的功能，损害细胞功能，改变蛋白质结构，破坏组织器官和神经系统，甚至引起生物体死亡，对人类健康造成重大危害。传统的污泥处理方法主要是卫生填埋等，这些措施往往耗时较长，对环境造成二次污染，能耗大且成本高，并不能广泛推广使用。本文提出一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法，处理过程环保节能，效果显著并且过程节能环保，不会造成二次污染，为城市污泥处理资源再利用提供新的思路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案具体如下：一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd含量的方法，包括步骤：S1：将所采集污泥原样中杂物去除后烘干保存至实验室备用；S2：将EDTA淋洗液和污泥试样按比例加入污泥淋洗装置内，淋洗均匀；S3：将淋洗均匀的污泥装入离心管中进行离心，离心过程中考虑离心力、淋洗时间、淋洗次数和离心温度等因素对淋洗液和污泥两相分离的影响；进一步的，步骤S1中的污泥来源于污染河湖底泥。进一步的，步骤S2中的所使用的污泥试样要经过2mm筛的筛选。进一步的，步骤S2中EDTA的密度为0.02mol·L-1。进一步的，步骤S2中的比例按每10g污泥使用100mLEDTA淋洗液的比例进行添加。进一步的，所述污泥淋洗装置可以将淋洗液破碎成液滴后均匀的喷洒向污泥试样，然后淋洗液和污泥在底部搅拌叶片的带动下充分接触，提高萃取效率。进一步的，所述步骤S3中的离心力分别为50g、100g、150g和200g；淋洗时间每隔3h检测一次，共持续24h；淋洗次数为1次、2次和3次；离心温度分别为-10℃、0、10℃、20℃和30℃。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果：通过向污泥中加入EDTA淋洗液萃取出污泥中吸附态Cd，然后通过离心实现淋洗液和污泥的两相分离。离心过程中控制离心力别比为50g、100g、150g和200g，离心后污泥中Cd浸出含量明显不同程度的低于对照组；在控制淋洗时间、淋洗次数和温度时也有相同结果，只是Cd的去除程度不同，但都可普遍降低污泥中重金属Cd的含量。具体实施方式下面结合本专利技术实施例对本专利技术的技术方案做进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd含量的方法(1)所用污泥均来自于天津某河流主要污染河段底泥，采样点布置在水流缓慢、沉积稳定和污染严重的区域，在污泥采集区均匀分布的几个采样点采用五点法采集污泥，筛除其中杂物后将多点污泥样品混匀成一个样品，通过机械脱水的方式对污泥进行预处理后低温保存运输至实验室。(2)污泥烘干水分后颗粒很大，和淋洗液接触面积较小，不能充分淋洗和萃取。将烘干后的污泥试样碾碎后使用2mm筛进行筛选后备用。(3)污泥分为2组，一组不添加EDTA淋洗液，作为对照组。另一组添加EDTA淋洗液。EDTA是一种人工合成的络合剂，能够高效萃取出污泥表面吸附态重金属Cd，又不会破坏污泥的物理、化学和生物结构。淋洗过程按照每10g污泥添加100mL密度为0.02mol·L-1的EDTA淋洗液的比例进行。(4)将试样和淋洗液装入自制的污泥淋洗装置内，自制污泥淋洗装置可以将淋洗液破碎成液滴后均匀的喷洒向污泥试样，然后试样和淋洗液的混合物在底部搅拌叶片的带动下充分接触，提高淋洗、萃取效率。(5)淋洗完成后将混合物放入离心管内进行离心，对污泥和淋洗液进行两相分离。由于污泥粘度较高，在淋洗离心过程中考虑离心力对两相分离的影响。离心过程中控制离心力分比为离心力为50g、100g、150g和200g，以确定最佳离心力。重金属Cd含量检测步骤如下：①根据国家标准GB5086.2-1997《固体废物浸出毒性浸出方法——水平震荡法》检测污泥原样中重金属Cd浸出含量。将污泥原样研磨成5mm粒度以下的式样。称取10g置于锥形瓶中，加去离子水100ml，将瓶口密封。将锥形瓶中垂直固定于震荡仪上，调节频率为110±10次/min，在室温下震荡8h。取下锥形瓶，静置16h后过滤滤出液。②使用不同的离心力进行两相分离，然后用孔径0.45μm滤膜过滤分离上清液。③用ICP-MS检测溶液中重金属Cd浓度，对比即可得到离心力对两相分离的作用。实验结果列于表1。表1不同离心力作用下重金属Cd浓度变化由实验数据可知，在控制在不同离心力作用下重金属Cd含量发生明显变化。随着离心力的增加，实验组中Cd含量不断降低。污泥原样中重金属Cd浸出量为2.096mg/kg，当相对离心力为100g时污泥试样中重金属含量降低至0.944mg/kg，去除率达55％。随着相对离心力的增加重金属含量还有少量下降，说明随着离心力的增加，可以促进EDTA对Cd淋洗分离效果。对照组中Cd浸出量无明显变化。可见，增加离心力可以提高重金属Cd的去除率。实施例2在实施例1的基础上控制淋洗时间。污泥试样持续淋洗24h，每隔3h取泥样烘干，研磨过筛后用ICP-MS法检测重金属含量。实验结果列于表2。表2不同淋洗时间作用下重金属Cd浓度变化由实验数据可知，在增加淋洗时间条件下，Cd的去除率呈现先增加后减少的趋势。淋洗时间为3h时污泥中Cd的去除率达28.1％，随着淋洗时间增加至12h，重金属Cd含量持续降低。在12h时去除率达52.5％。说明EDTA与污泥中重金属Cd在此阶段已经完成离子交换和络合反应。而当淋洗时间继续延长至24h时，此时Cd的去除率反而有所下降。对照组中Cd浸出量无明显变化。可见，增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：采集污泥试样并将其中杂物去除后烘干保存至实验室备用；/nS2：取EDTA淋洗液和污泥试样按比例加入污泥淋洗装置内，淋洗均匀；/nS3：将淋洗均匀的污泥试样装入离心管中在离心机进行离心，离心过程中设定离心力、淋洗时间、淋洗次数和离心温度参数；/nS4：将离心机分离出的含有重金属Cd的淋洗液去除，得到分离后的污泥。/n

【技术特征摘要】
1.一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集污泥试样并将其中杂物去除后烘干保存至实验室备用；
S2：取EDTA淋洗液和污泥试样按比例加入污泥淋洗装置内，淋洗均匀；
S3：将淋洗均匀的污泥试样装入离心管中在离心机进行离心，离心过程中设定离心力、淋洗时间、淋洗次数和离心温度参数；
S4：将离心机分离出的含有重金属Cd的淋洗液去除，得到分离后的污泥。


2.根据权利要求1所述的一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于，所述步骤S1中的污泥试样来源于污染河湖底泥。


3.根据权利要求1所述的一种使用EDTA淋洗离心去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于，步骤S2中，所述EDTA的密度为0.02mol·L-1；所述污泥试样经过2mm筛的筛选。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立航，李顺群，李丽君，吴琼，郭龙，陈雪豹，周亚东，付建宝，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12