一種污泥重金屬阻斷劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及污泥重金屬處理領域，特別是一種污泥重金屬阻斷劑。
【背景技術】
[0002] 長期以來，由于污泥處理/處置難度、費用高，導致大量污泥"積壓"，未得到合理 安全的處理/處置。我國約有80%的污水處理廠在運行過程中實現了污泥的濃縮脫水，達 到了一定程度的減容，但由于處置目標不明確、投資不足，大部分污泥在污水處理廠內未實 現穩定化和無害化處理。未進行規范化處理/處置的污泥含有大量的病原體、重金屬和持 久性有機物等有毒有害物質，大量污泥被隨意堆放或拋棄，甚至未經處理就與生活垃圾一 起填埋，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環境安全和公眾健康，使得已經建 成投運的大批污水處理設施的環境效益大打折扣。
[0003] 常見的污泥處理方式有衛生填埋、厭氧消化、干化焚燒等。
[0004] 污泥衛生填埋始于20世紀60年代，是一項比較成熟的污泥處置技術。衛生填埋 操作簡單、費用低，而且經過消化后的污泥有機物含量減少、性能相對穩定，填埋場一般為 廢棄的礦坑或天然的低洼地，鑒于目前國內經濟的發展狀況，污泥填埋在相當長的時間內 仍會繼續存在。但是污泥填埋也存在一些問題，由于污泥含水率往往高于普通生活垃圾衛 生填埋場的要求，需經再處理后才能送至生活垃圾填埋場填埋，或者根據污泥的含水率及 理化特性等因素，設置專用的污泥填埋場。專用污泥填埋場存在占地面積較大、選址不易、 滲瀝液難處理，并可能影響地下水質以及其他安全隱患等問題，一旦處理不當，很可能會造 成二次污染。另外，適合污泥填埋的場所也因城市污泥的大量產出而越來越有限，這也限制 了該技術的進一步發展。
[0005] 污泥厭氧消化是目前世界上應用最為廣泛的污泥穩定化處理方法。污泥厭氧消化 是指在無氧條件下，由兼性菌和厭氧菌將污泥中的可生物降解的有機物分解成二氧化碳、 甲烷和水等穩定物質，同時減少污泥體積，去除臭味，殺死寄生蟲卵，回收利用消化過程中 產生的沼氣的過程，具有減少污泥體積（污泥體積可減少1/2-1/3)、穩定污泥性質（有機物 降解率可達到60%以上）、提高污泥脫水效果、殺滅病原菌實現污泥的無害化以及可利用 消化過程中產生的甲烷氣體等優勢。但總體來說污泥厭氧消化技術在我國尚未取得突破性 進展，關鍵技術和設備主要依靠進口，投資相對較高，運行效果差，沼氣利用環節存在障礙， 共同構成了該技術在國內推廣應用的限制因素。
[0006] 污泥焚燒是指在空氣供給過量的條件下，將污泥加熱并在高溫（800-1100°C )下 氧化、熱解并徹底破壞其中的有機物和病原體等物質的方式，焚燒裝置有多種形式，目前使 用較多的有豎式多級焚燒爐、轉筒式焚燒爐，硫化焚燒爐等。為了實現節能目的，需要將污 泥先干化，大幅降低其含水率后再進行焚燒。因此，目前的污泥焚燒工程一般采用干化和焚 燒聯用的處理工藝。國內干化焚燒技術總體水平不高，主要采用國外的關鍵技術和設備，但 是對大氣污染控制的技術瓶頸依然存在，這些因素制約了干化焚燒在我國污泥處理處置方 面的推廣范圍和應用規模。
[0007] 污泥土地利用是將污泥直接或間接經過好氧發酵或厭氧消化，經穩定化和無害化 處理后的污泥通過深耕、散播等方式施用于土壤中或土壤表面的一種污泥處置方法，其工 藝類型主要包括農用、園林綠化、林地利用、土壤修復及改良等幾種方法。污泥中含有豐富 的有機質和氮、磷、鉀等營養元素以及植物生長必須的各種微量元素，綜合肥力高于農家 月巴，具有增強土壤肥力，防止土壤板結，增強土壤后續使用能力等功能。相對于其他技術，污 泥的土地利用技術可以充分利用污泥中的各種養分，既可以實現土壤的改良，又促進了自 然循環的良性進行，符合資源可持續發展的要求。對于泥質較好、重金屬含量低的污泥，土 地利用的成本相對于焚燒較低，是目前經濟低碳、資源循環利用的最佳技術路線之一。因此 從生態循環角度與經濟成本角度兩方面考慮，污泥土地利用技術均有一定的優勢，符合未 來低碳發展方向。要真正解決我國的污泥難題，相當部分污泥經過穩定處理，土地利用是不 可回避的現實。
[0008] 但是，在污水處理過程中，除了生物合成所需的微量元素外，污水中50% -80%的 重金屬通過細菌吸收、表面吸附以及與無機鹽共沉淀等多種途徑，濃縮在污泥中并沉淀下 來，即使污泥經過穩定化處理（包括好氧消化，厭氧消化等），重金屬也不會得到有效的降 解。當含有重金屬的污泥施用于土壤后，隨著施用次數的增加，污泥中的重金屬會逐漸累積 于土壤的表層，從而對土壤產生累積性污染。這些重金屬可能隨雨水再次進入水體，并在微 生物作用下轉化為毒性更強的金屬化合物；或植物從土壤中攝取重金屬后通過食物鏈的放 大作用，在較高級生物體內富集起來，最終通過食物鏈進入人和動物體內，引起人和動物慢 性中毒。因此各國污泥土地利用標準都將重金屬作為主要的污染物控制目標之一，從某種 程度上來說解決污泥重金屬污染問題，尤其是污泥農用所帶來的累積性污染問題，是實現 污泥資源化的關鍵。
[0009] 目前對污泥中重金屬主要采用兩種處理方法，一是采用淋濾、浸提、電動修復、植 物提取等手段將重金屬從污泥中去除；二是將污泥中的重金屬通過物理、化學等方法固定 或穩定化。前者通過減少污泥中重金屬的總量，使污泥無害化。后者通過改變污泥中重金 屬的化學形態使其從不穩定形態到穩定形態，
[0010] 降低重金屬的活性，達到污泥無害化。
[0011] 重金屬去除技術是將重金屬從污泥中分離出來，使污泥中剩余重金屬含量可滿足 污泥農用的標準，從而安全的應用于農田，避免污泥使用對土壤造成長期的重金屬積累；污 泥中重金屬的固化、穩定化是指利用物理化學方法將污泥和穩定化惰性材料摻合在一起， 依靠惰性材料的吸附、固化等作用使重金屬轉變成低溶解性及低迀移性的穩定狀態而不易 被浸出，以此達到消除重金屬污染的目的。
[0012] 常用污泥重金屬處理技術、原理及優缺點如下表：
[0013]
【主權項】
1. 一種污泥重金屬阻斷劑，其特征在于：由重量份數的多糖聚合物5 %-10 %、多 糖0. 2%-5%、甘油0. 2%-1%、檸檬酸三丁酯0. 2%-0. 5%、鄰苯二甲酸二甲酯0. 5%-1%、水 82. 5%-93, 9% 制成，其制備方法是： 依次將多糖聚合物、多糖、甘油、檸檬酸三丁酯和鄰苯二甲酸二甲酯加入到水中溶解， 在溫度為150°C _200°C、壓力為0· 1-0. 2MPa、pH值為5-9的條件下進行反應2-4h，反應結 束后所得到的溶液即為污泥阻斷劑。
2. 根據權利要求1所述的一種污泥重金屬阻斷劑，其特征在于由重量份數的多糖聚合 物10%、多糖5%、甘油1%、檸檬酸三丁酯0. 5%、鄰苯二甲酸二甲酯1%、水82. 5%制成。
3. 根據權利要求1所述的一種污泥重金屬阻斷劑，其特征在于由重量份數的多糖聚合 物5%、多糖5%、甘油1%、檸檬酸三丁酯0. 5%、鄰苯二甲酸二甲酯0. 5%、水88%制成。
4. 根據權利要求1所述的一種污泥重金屬阻斷劑，其特征在于由重量份數的多糖聚合 物6%、多糖3%、甘油0. 5%、檸檬酸三丁酯0. 3%、鄰苯二甲酸二甲酯0. 5%、水89. 7%制成。
【專利摘要】本發明涉及污泥重金屬處理領域，特別是一種污泥重金屬阻斷劑，其技術方案是：一種污泥重金屬阻斷劑，由重量份數的多糖聚合物5%-10%、多糖0.2%-5%、甘油0.2%-1%、檸檬酸三丁酯0.2%-0.5%、鄰苯二甲酸二甲酯0.5%-1%、水82.5%-93.9%組成，其制備方法是，依次將多糖聚合物、多糖、甘油、檸檬酸三丁酯和鄰苯二甲酸二甲酯加入到水中溶解，在溫度為150℃-200℃、壓力為0.1-0.2MPa、pH值為5-9的條件下反應2-4h，反應結束后的溶液即為污泥阻斷劑，本發明克服了現有污泥中重金屬處理技術的缺陷，不改變污泥中重金屬的形態，將重金屬封閉在污泥顆粒內，將污泥中的重金屬和其他有害物質與土壤等外界環境完全“隔離”開來，阻止重金屬和有害物質向土壤中轉移；同時不影響植物對污泥中營養成分的吸收和利用。
【IPC分類】C02F101-20, C02F11-00
【公開號】CN104609686
【申請號】CN201510078196
【發明人】湯光華, 曹先仲
【申請人】鄭州光亞環發適用技術研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月13日