一种有机废水微电解废渣利用与处置的方法及固定土壤中砷和重金属的方法技术

一种有机废水微电解废渣利用与处置的方法及固定土壤中砷和重金属的方法，以及有机废水微电解废渣、活性污泥的利用与处置的方法。其特征在于有机废水微电解采用铁炭作主要填料，铁炭微电解后产生的废渣（固形物）经收集与浓缩后与活性污泥混合，进行１０－５０天堆肥处理后制得无机／有机混合修复剂，修复剂中铁含量占总固态物含量的（０．５－２０）％，最后将修复剂均匀散布于土壤后深耕，对污染土壤进行修复，修复剂与受污土壤质量比为（０．１－５．０）∶１００。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境
，涉及的是一种可固定化土壤中砷和重金属，以及有机废水微电解废渣、活性污泥利用与处置的方法。该方法不仅可以实现重金属污染土壤的有 效修复、增强农业安全，而且有效处置有机废水微电解处理废渣。
技术介绍
土壤是人类生存与发展的重要自然资源和整个陆地生态系统赖以存在的基础，对 土壤污染的治理受到广泛关注。土壤环境的污染源比大气环境和水环境更为复杂，污染物 的种类繁多，包括传统化学污染物(无机污染物和有机污染物)、物理性污染物、生物性污 染物和放射性污染物，其中，以土壤的化学污染物最为普遍、严重和复杂。砷和重金属(Hg、 Cd、 Pb、 Cu、 Zn和Ni等)的污染特点是在土壤环境中的浓度一般较低，对生态系统的危害 和对人体健康的影响较大。如Cd是一种常见的重金属元素，在土壤中的活性较强，很容易 被作物吸收而污染食物链，危及人类健康。上世纪30-70年代，日本富山县、群马县一带就 因镉污染而出现了震惊世界的八大公害之一的痛痛病。现在，全世界每年有约1500万t 锰、500万t铅及1. 5万t汞进入土壤。在我国，随着现代化建设进程的推进，土壤污染问题 日益严重，在现有耕地l亿hm2中有近2000万hi^受到不同程度的污染，每年因砷及重金属 污染土壤引起的粮食减产达千万吨，对耕地资源可持续利用和粮食生产安全提出了严峻的 挑战。 1990年代以来，世界各国投入了大量的人力和物力进行污染土壤的研究，通过多 年的探索和研究，人们已在该领域取得了较大的进展和突破，开发了一系列污染土壤修复 技术。根据作用原理的不同，污染土壤修复技术可分为植物修复、微生物修复和物理/化学 修复等技术。植物修复是利用植物自身对污染物的吸收、固定、转化和积累功能，以及通过 为根际微生物提供有利于修复进行的环境条件而促进污染物的微生物降解和无害化过程， 从而实现对污染土壤的修复。微生物修复指利用微生物的代谢过程将土壤中的污染物转 化为二氧化碳、水、脂肪酸和生物体等无毒物质的修复过程。已有较多关于植物修复和微生 物修复的专利，其特点是处理费用较低、可达到较高的清洁水平等优点，但均存在修复时间 长、受污染物类型限制等不足。 物理/化学修复是利用污染物或污染介质的物理/化学特性，以破坏(如改变化 学性质)、分离或固化污染物，具有实施周期短、可用于处理各种污染物等优点，分为原位修 复和异位修复。原位化学固定就是通过往土壤中加入外源添加物固定剂，调节和改变重金 属在土壤中的物理化学性质，使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化-还原等一系 列反应，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，从而减少这些重金属元素对动植 物的毒性。这种修复方法因投入低，修复快速，对于农业生产活动中所造成的大面积中低度 污染以及土壤酸化加剧引起的重金属活化问题的解决具有优越性，能更好地满足当前治理 土壤中重金属污染以及保障农产品安全生产的迫切要求。 有关土壤中砷和重金属的化学固定修复已取得了一些进展，主要体现在碱性物质 利用、无机粘土矿物及有机废物利用三个方面。碱性物质如石灰、石膏粉等的应用主要是用 以改良土壤酸性条件，以此降低重金属的浸出，对于酸性土壤有一定效果，但碱性物质的加 入易使土壤板结、难于耕种。在无机粘土矿物方面，专利CN1631561(重金属污染土壤原位 修复剂)专利技术了由钠基膨润土、海泡石、凹凸棒石、粉煤灰及微生物菌根混合而成的土壤原 位修复剂；专利CN1388206(纳米土壤修复剂及其在田间作物的应用)专利技术了含有硅酸盐、 沸石与矿物盐的纳米土壤修复剂。以上专利在土壤污染修复方面有一定效果，但主要是针 对一些特殊土壤环境，尤其是提高化肥的功效，改善土壤的物理化学性能，提高作物的产量 和质量。在有机废物利用方面，专利CN101036917(以剩余活性污泥为原料的重金属污染土 壤修复剂及其提取方法和其修复重金属污染土壤的方法)以剩余活性污泥为原料获得的 重金属污染土壤修复剂含有多糖、蛋白质、核酸、磷酸、氨基酸、腐殖酸化合物、糖醛酸和细 胞生命循环所需有机物。专利CN101045650(利用活性污泥和生物质废弃物修复污染土壤) 将受重金属污染的土壤、活性污泥和生物质废弃物混合，经过堆腐处理后得到堆肥，再将堆 肥施用于污染土壤，种植根系发达的植物，修复受重金属污染土壤。以上两个专利实现了既 有效处理和处置剩余污泥，又修复污染土壤和绿化环境的双重目的，但上述修复剂的主体 是有机物，对土壤中部分重金属如Cu、Zn等的固定效果受到较大限制。 土壤中砷和重金属的化学固化效果受土壤条件与组成、pH、氧化还原电位、阳离子 交换能力等多种因影响，单纯的无机修复剂或有机修复剂难以实现不同条件下多种重金属 污染土壤的同时修复，野外修复效果因此会存在较大差异。为了获得更稳定的修复效果， 实现多种重金属污染土壤的有效控制，本专利技术将含铁无机物作为土壤修复剂的重要组成部 分，与有机废渣、剩余活性污泥等组成复合修复剂，实现了多重金属污染土壤的有效修复。 已有研究表明，含铁无机物在重金属污染土壤修复方面有较好的效果。例如，受Cr污染的 土壤在铁及有机物存在条件下较易由六价还原为三价而降低毒性，土壤中的Cu易于在铁氢氧化物表面形成阴阳离子复合物而得以固化，铁的硫酸盐对As有较好的固定效果，等等。 生活污水处理产生的剩余活性污泥及有机废水微电解废渣等有机废水处理产生 的固体废物最常用的处理方法是填埋、焚烧处理和水体消纳。填埋占用大量土地，填埋产 生的渗出液和气体会破坏环境，污染空气、地表水及地下水；焚烧处理成本是填埋的2倍以 上，一般要求污泥热值在1000kJ/kg以上(不适于无机物含量高、热值低的微电解废渣的处 理)，且二恶英、含重金属的烟尘等造成大气污染，污泥中重金属也随烟尘扩散；水体消纳 造成了地表水与海洋环境污染。上述方法在美国和欧盟受到了严格限制，在我国，现有的处 理方式主要是填埋。随着我国有机污水/废水处理能力不断提高，产生的污泥快速增长，到 2010年，仅生活污水处理产生的剩余活性污泥就达3000多万吨，占我国年总固体废弃物排 放量的5%以上，发展污泥资源化利用技术，减少二次污染，是中国乃至全世界广泛关注的 课题。
技术实现思路
本专利技术的提供的方法可对污染土壤中砷及重金属进行化学固化、增强农业安全。 本专利技术的方法还可有效处置有机废水微电解处理废渣。具体是提供一种利用有机废水微电解处理废渣与活性污泥固定土壤中砷和重金属的方法，通过有机废水微电解废渣、活性污 泥的利用与处置，实现变废为宝。 有机废水微电解废渣、活性污泥利用与处置的方法，包括以下步骤，有机废水由铁 炭微电解后产生的废渣经收集，与活性污泥混合，再通过10-50天堆肥处理后制得的固态 物即为可固定化土壤中砷和重金属的土壤修复剂，其中铁含量占固态物质量含量的0. 5 20%。 本专利技术的方法还得到了可固定化土壤中砷和重金属的土壤修复剂。 所述的废渣经浓縮后，与活性污泥混合。 废渣与活性污泥混合后形成的混合物中水含量不低于40% ;堆肥前期与后期采用 静态堆腐方式，堆肥中期堆内温度在40-90°C时进行翻料处理。 在10-50天堆肥处理后的固态物直接使用，或通过干燥、粉碎与包装后使用，或通 过干燥、本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机废水微电解废渣利用与处置的方法，其特征在于，包括以下步骤，有机废水由铁炭微电解后产生的废渣经收集，与活性污泥混合，再通过１０～５０天堆肥处理后制得的固态物即为可固定化土壤中砷和重金属的土壤修复剂，其中铁含量占固态物质量含量的０．５～２０％。

【技术特征摘要】
有机废水微电解废渣利用与处置的方法，其特征在于，包括以下步骤，有机废水由铁炭微电解后产生的废渣经收集，与活性污泥混合，再通过10～50天堆肥处理后制得的固态物即为可固定化土壤中砷和重金属的土壤修复剂，其中铁含量占固态物质量含量的0.5～20％。2. 根据权利要求1所述的利用与处置的方法，其特征在于，所述的废渣经浓縮后，与活 性污泥混合；所述的活性污泥包括生活污水处理产生的剩余活性污泥、将有机废水通过缺 氧好氧生化处理产生的剩余活性污泥或好氧生化处理产生的剩余活性污泥。3. 根据权利要求1或2所述的利用与处置的方法，其特征在于，废渣与活性污泥混合后 形成的混合物中水含量不低于40% ;堆肥前期与后期采用静态堆腐方式，堆肥中期堆内温 度在40 90。C时进行翻料处理。4. 根据权利要求1或2所述的利用与处置的方法，其特征在于，在10 50天堆肥处理 后的固态物直接使用，或通过干燥、粉碎与包装后使用，或通过干燥、粉碎后与其它肥料一 并使用。5. 根据权利要求1或2所述的利用与处置的方法，其特征在于，所述的有机废水铁炭微 电解的过程为将pH值为1. 5 8. 0的有机废水经过装有填料的柱、塔或池，进行微电解后 的出水以及反冲洗水调节pH至6. 5 12，进入废渣收集单元收集废渣；填料包括铁、炭以及催...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄可龙，刘耀驰，刘素琴，潘春跃，曾冬铭，李倦生，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]