一種剩余污泥處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種剩余污泥處理方法，包括如下步驟：將剩余污泥加入反應(yīng)桶內(nèi)，在15～50℃高速攪拌下，向反應(yīng)筒內(nèi)加入表面活性劑和過碳酸鈉，反應(yīng)0.5～5h后加入納米零價(jià)鐵，在15～50℃下反應(yīng)1～8h后將污泥送入磁分離機(jī)分離去除污泥中的含有重金屬的納米零價(jià)鐵；將處理后的污泥進(jìn)行機(jī)械脫水，分別得到凈化污泥和水。本發(fā)明方法處理后的剩余污泥含水率低、重金屬去除率高，處理后的水COD值降低。本發(fā)明方法成本低、綠色無二次污染，可以為農(nóng)業(yè)或林業(yè)用泥或?yàn)槠渌Y源化方法奠定基礎(chǔ)。
【專利說明】一種剩余污泥處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污泥的處理方法，特別是涉及一種采用表面活性劑-納米零價(jià)鐵-磁力分離-機(jī)械脫水組合工藝處理污泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市污水處理標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，城市污水處理過程中污泥的產(chǎn)量也大幅度地增長，隨著污泥量的不斷增加，伴隨而來的是污泥的處置問題，其處置方式主要有填埋、焚燒、倒海和農(nóng)業(yè)利用等。無論采取哪種處置方式，減少污泥含水率是基礎(chǔ)。如何有效減少污泥含水率以利于后續(xù)處理，研發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的改善污泥脫水性能的新技術(shù)將是目前污泥處理的研究重點(diǎn)。對于污泥的資源化利用，目前認(rèn)為最有潛力的污泥處置方式就是土地利用，該方法不但可以有效利用污泥中有用的營養(yǎng)物質(zhì)，使其重新參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，而且費(fèi)用低廉，消納量也很大。但重金屬卻成為了污泥農(nóng)用的主要限制因子，無論是將污泥直接經(jīng)過簡單處理施入農(nóng)田，還是將污泥發(fā)酵作為有機(jī)原料，生產(chǎn)有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥，都不可避免地將對環(huán)境有害的重金屬帶入環(huán)境。同時(shí)污泥中大量的重金屬，在土地利用過程中容易對土壤、地下水和動(dòng)植物造成二次污染，即使經(jīng)過堆肥化也未能對重金屬的問題有實(shí)質(zhì)性的解決。
[0003]納米零價(jià)鐵(nZVI)是指粒徑在I~100 nm之間、比表面積為10~70 m2/g的FeO粒子。由于比表面積較大、反應(yīng)活性較強(qiáng)，在去污泥中一些重金屬離子的過程中，納米零價(jià)鐵顯示了優(yōu)越的修復(fù)能力。采用納米零價(jià)鐵去除不同重金屬離子時(shí)，根據(jù)(^Fe2YFe和具體金屬離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電位的相對大小，去除機(jī)理可分為表面吸附-配合、表面還原、表面吸附-還原。由于納米鐵在去除污染物時(shí)，相比傳統(tǒng)材料和方法其去除容量大而且所需時(shí)間短、效率高，因此倍受關(guān)注。
[0004]CN102500613A涉及一種納米零價(jià)鐵-電磁耙聯(lián)合修復(fù)重金屬污染土壤/污泥工藝，其具體步驟為:將受處理的土壤/污泥和納米零價(jià)鐵充分混合，土壤/污泥中重金屬部分被nZVI還原、部分被吸附到nZVI的表面，反應(yīng)后干凈的土壤/污泥與nZVI通過電磁耙裝置進(jìn)行分離，電磁耙通過發(fā)出的磁場作用力吸附nZVI，使nZVI能夠被固定在磁耙柱上，進(jìn)行有效分離。具有操作簡單、效果顯著，成本低，修復(fù)效率高等特點(diǎn)。該發(fā)明中只是通過簡單的震蕩混合方式將污泥結(jié)合態(tài)重金屬部分溶出到水中，效果較差，且處理后的污泥含水率較高，占地面積大，不利于農(nóng)用等進(jìn)一步資源化方式。
[0005]鹿雯等(環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2008年第31卷第6期，36)報(bào)道了 “陽離子表面活性劑對污泥脫水性能影響研究”，研究了兩種含有不同長度疏水鏈的陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB )和四甲基溴化銨(TMAB)對活性污泥脫水性能的影響，探討了兩種表面活性劑的作用機(jī)理。在同樣的投加量下，CTMAB比TMAB能更有效地改善污泥的脫水性能。但單純的投加表面活性劑對污泥的溶胞作用不夠理想，單獨(dú)使用時(shí)用量較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種剩余污泥減量化無害化處理的方法。剩余污泥采用本發(fā)明方法處理后重金屬去除率高、含水率低。
[0007]本發(fā)明提供一種剩余污泥處理方法，包括如下步驟:
(1)將剩余污泥加入反應(yīng)桶內(nèi)，在15~50°C高速攪拌下，向反應(yīng)筒內(nèi)加入陽離子表面活性劑和過碳酸鈉，反應(yīng)0.5~5h ;
(2)向步驟(1)得到的污泥中加入納米零價(jià)鐵，在15~50°C下反應(yīng)1~8h;
(3)將步驟(2)所得的污泥送入磁分離設(shè)備，經(jīng)磁分離去除污泥中的含有重金屬的納米零價(jià)鐵；
(4)將經(jīng)過步驟(3)處理后的污泥進(jìn)行機(jī)械脫水，得到凈化污泥和水。
[0008]本發(fā)明方法中，所述陽離子表面活性劑為季銨鹽陽離子表面活性劑，具體可以是十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十三烷基二甲基芐基溴化銨、十四烷基二甲基芐基溴化銨、十五烷基二甲基芐基溴化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、十七烷基二甲基芐基溴化銨或十八烷基二甲基芐基溴化銨。
[0009]本發(fā)明方法中，步驟(1)中，表面活性劑的加入量與污泥固含物的重量比為1:50~1:10，過碳酸鈉的加入量與污泥固含物的重量比為1:50~1:10。
[0010]本發(fā)明方法中，步驟(2)中，納米零價(jià)鐵的加入量與污泥固含物的重量比為1:20~1: 1，所述納米零價(jià)鐵的平均粒徑為40~80nm，比表面積為20~40m2/g，具有吸附和還原雙重功能。
[0011]本發(fā)明方法中，所述機(jī)械脫水方式包括機(jī)離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)、疊式污泥脫水機(jī)、帶式壓濾機(jī)中的一種或幾種。
[0012]本發(fā)明方法中，所述磁分離設(shè)備可以為永磁磁分離機(jī)。
[0013]本發(fā)明方法中，經(jīng)過步驟(3)磁分離處理后得到的含有重金屬的納米零價(jià)鐵可以送入重金屬回收池進(jìn)行回收。經(jīng)過步驟(4)處理后所得的水，返回污水處理廠進(jìn)一步處理或回用，凈化污泥可作為農(nóng)業(yè)或林業(yè)用泥或?yàn)槠渌Y源化方法。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明方法通過表面活性劑的“兩親性”和“增溶”作用，使得大量的污泥絮體表面的胞外聚合物(EPS)溶出，污泥的絮體結(jié)構(gòu)被破壞，污泥表面絮體結(jié)構(gòu)分散解體，釋放出原絮體內(nèi)部的結(jié)合水，使高度水和的EPS脫落下來。通過在表面活性劑中加入助劑過碳酸鈉，能夠使污泥溶液呈堿性，降低污泥絮凝程度，加快污泥表面絮體的分散，堿性環(huán)境也有益于污泥的破壁，使污泥細(xì)胞壁溶解并進(jìn)一步分散，降低了結(jié)合水含量，使得污泥中更多的結(jié)合水變成易被脫除的自由水，污泥表面絮體內(nèi)及細(xì)胞內(nèi)的重金屬離子也隨之溶出到水中，能夠提高后續(xù)納米零價(jià)鐵除去重金屬離子的效果。
[0015](2)本發(fā)明方法將表面活性劑和過碳酸鈉的協(xié)同作用，對污泥中的微生物細(xì)胞具有一定的破壞作用，能夠使微生物的細(xì)胞壁破解，使微生物細(xì)胞內(nèi)的水及重金屬溶出，重金屬離子溶出到自由水中，流動(dòng)性更好，更有利于提高后續(xù)采用納米零價(jià)鐵除去除重金屬離子的效率，重金屬去除更加徹底。
[0016](3)本發(fā)明方法中，所加入的助劑過碳酸鈉不僅對污泥溶胞有積極促進(jìn)作用還具有殺菌、消毒、脫色效果，能大大降低處理后分離所得水中的C0D，剩余污泥經(jīng)該套處理方法成本低，綠色無二次污染，處理后含水率低，重金屬去除率高，出水COD較低,可為農(nóng)業(yè)或林業(yè)用泥或?yàn)槠渌Y源化方法奠定基礎(chǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案。
[0018]實(shí)施例1
實(shí)施例所用剩余污泥取自撫順某污水處理廠生化池剩余污泥，含水率為97.5wt%0污泥離心后上清液COD為2870mg/L。含量為分析樣品在105°C下干燥至恒重后的成分分析，具體結(jié)果見表1。
[0019]表1樣品成分分析
【權(quán)利要求】
1.一種剩余污泥處理方法，包括如下步驟: (1)將剩余污泥加入反應(yīng)桶內(nèi)，在15~50°C高速攪拌下，向反應(yīng)筒內(nèi)加入陽離子表面活性劑和過碳酸鈉，反應(yīng)0.5~5h ; (2)向步驟(1)得到的污泥中加入納米零價(jià)鐵，在15~50°C下反應(yīng)I~8h; (3)將步驟(2)所得的污泥送入磁分離設(shè)備，經(jīng)磁分離去除污泥中的含有重金屬的納米零價(jià)鐵； (4)將經(jīng)過步驟(3)處理后的污泥進(jìn)行機(jī)械脫水，得到凈化污泥和水。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:陽離子表面活性劑為季銨鹽陽離子表面活性劑。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:季銨鹽陽離子表面活性劑為十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十三烷基二甲基芐基溴化銨、十四烷基二甲基芐基溴化銨、十五烷基二甲基芐基溴化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、十七烷基二甲基芐基溴化銨或十八烷基二甲基芐基溴化銨。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:表面活性劑的加入量與污泥固含物的重量比為1:50~1:10,過碳酸鈉的加入量與污泥固含物的重量比為1:50~1:10。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:納米零價(jià)鐵的加入量與污泥固含物的重量比為1:20~1: 1，納米零價(jià)鐵的平均粒徑為40~80nm，比表面積為20~40m2/g。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:機(jī)械脫水方式采用離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、疊式`污泥脫水機(jī)中的一種或幾種。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:磁分離設(shè)備為永磁磁分離機(jī)。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:經(jīng)過步驟(4)處理后所得的水回用或去污水處理廠進(jìn)一步處理。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:凈化污泥可作為農(nóng)業(yè)、林業(yè)用泥。
【文檔編號】C02F11/00GK103771671SQ201210408428
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】吳巍, 回軍, 趙景霞 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院