一種污泥中重金屬的去除方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境保護領域，具體涉及一種污泥中重金屬的去除方法，本方法特別適用于高含量重金屬工業污泥。
【背景技術】
[0002]剩余污泥是城市污水處理過程中產生的主要廢棄物，近年來隨著我國城市污水處理率的不斷提高，污泥產量也隨之快速增長。剩余污泥中除含有有機物、氮和磷等營養物質夕卜，還含有大量的病原體和重金屬等有毒有害物質，尤其是其中高含量的重金屬已嚴重制約著剩余污泥的處置及其資源化。毒性大、潛伏期長和能被生物富集是重金屬的顯著特征，在污泥土地利用過程中土壤一旦被污染將難以修復。因此，重金屬的去除已成為污泥處理及其資源化利用的關鍵環節。
[0003]事實上，污泥中重金屬的危害性不僅與其總量有關，而且很大程度上取決于其存在的形態。根據BCR提取方法，重金屬形態分為弱酸溶解態、可還原態、可氧化態和殘渣態。同時，重金屬各化學形態在環境條件適宜時可以相互轉化，從而影響其在環境中的迀移性和生物有效性。另外，馬海濤Kim等研究發現污泥重金屬的去除過程也受到重金屬形態分布的制約。
[0004]Fenton氧化技術因其藥劑來源廣泛，使用方便且對廢水中的絕大多數污染物具有較好的氧化能力，繼1964年首次應用于處理苯酚和烷基苯廢水后，其在廢水處理領域得到了廣泛的應用，并取得可喜的成果。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明提供一種污泥中重金屬的去除方法，利用Fenton氧化方法改變污泥重金屬形態，并促進污泥重金屬從固相向液相迀移，減少污泥固相中重金屬含量，從而使污泥可以通過脫水達到降低重金屬含量的目的。
[0006]—種污泥中重金屬的去除方法，步驟包括:
[0007]A、將污泥用鹽酸溶液調節PH值至0.5-2，優選pH值為I;
[0008]B、向污泥中加入硫酸亞鐵溶液、過氧化氫溶液后攪拌，加熱反應；
[0009]C、將污泥脫水除去重金屬。
[0010]所述步驟A中鹽酸溶液的濃度為12moI/L;
[0011]所述步驟B中硫酸亞鐵、過氧化氫與污泥的質量比為1:10:1000;加熱溫度為40-60°C，反應時間為120min;所述硫酸亞鐵溶液濃度為100g/L，過氧化氫質量百分比濃度為30%。
[0012]本發明利用Fenton氧化處理城市污泥過程重金屬各形態變化顯著，且主要受到污泥ρΗ、Η202投加量、H202/Fe2+和溫度的影響。在初始pH為1、H202投加量為12g/L、H202/Fe2+比為10和溫度為50 °C時，污泥Cu、Mn和Zn三種重金屬的弱酸溶解態含量達到最高值，分別為72.66%,90.12%和87.51%,而污泥重金屬從固相向液相的迀移率則分別達到4.1 %、7.9%和4.7 %。該種用于改變污泥重金屬形態并有效去除污泥重金屬的Fenton氧化方法，可以有效減少污泥固相中重金屬含量，從而使污泥可以通過脫水達到降低重金屬含量的目的。該發明對于污泥重金屬處理及其污泥后續資源化利用具有主要的理論和現實意義。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例來進一步的說明。
[0014]本發明所用污泥為含重金屬城市剩余污泥;所用試劑包括FeS04，H202(30% ) ,H2SO4(98%) ,HC10470% )和HNO3(60% )，均為分析純。該發明的實施步驟為:取100g污泥(100ml含水率為95 %的污泥)，用濃度為12mo I /L的HCl溶液調節污泥pH = I，加入12mLH202 (30%),12mL濃度為100g/L的硫酸亞鐵溶液，搖勾，置于六聯攪拌器上以150r/min的速度攪拌，反應時間2h，完成反應后靜置2h，離心脫水。
[0015]取反應后未脫水前的污泥烘干，然后在105°C下用鼓風干燥箱(DHG-9101-25)烘干，經研磨后過80目的篩子，用于重金屬總量及其形態測定。
[0016]重金屬測定方法:稱取0.5g干污泥樣品，加入王水+高氯酸(10mL+5mL)溶液靜置一夜后，用馬弗爐(SX-2.5-10型)分別在185 0C、205 °C下消解3h和5h，采用火焰原子吸收法(TAS-990)測污泥消解液中重金屬總量。同時，采用BCR連續提取法分別獲得污泥各重金屬弱酸溶解態、可還原態、可氧化態和殘渣態4種重金屬形態，用火焰原子吸收法測定各形態重金屬的含量。
[0017]污泥含水率測定方法:取污泥樣品在105± 2 °C下烘至恒重時的失重，即為樣品所含水分的質量。樣品含水率=(樣品烘干前重量-樣品烘干后重量)/樣品烘干前重量X100%。
[0018]污泥pH測定方法:污泥pH用601OM型pH計測定。
[0019]測得實施例中處理后的污泥Cu、Mn和Zn三種重金屬的弱酸溶解態含量分別為72.66%,90.12%和87.51%,而污泥重金屬從固相向液相2h的迀移率則分別達到4.1 %、7.9% 和 4.7%。
【主權項】
1.一種污泥中重金屬的去除方法，步驟包括: A、將污泥用鹽酸溶液調節PH值至0.5-2，優選PH值為I; B、向污泥中加入硫酸亞鐵溶液、過氧化氫溶液后攪拌，加熱反應； C、將污泥脫水除去重金屬。2.如權利要求1所述的去除方法，其特征在于:所述步驟A中鹽酸溶液的濃度為12mol/L03.如權利要求1所述的去除方法，其特征在于:所述步驟B中硫酸亞鐵、過氧化氫與污泥的質量比為1:10:1000;加熱溫度為40-60°(:，反應時間為1201^11。4.如權利要求3所述的去除方法，其特征在于:所述硫酸亞鐵溶液濃度為100g/L，過氧化氫質量百分比濃度為30%。
【專利摘要】本發明涉及一種污泥中重金屬的去除方法，將污泥用鹽酸溶液調節PH值至0.5-2，向污泥中加入硫酸亞鐵溶液、過氧化氫溶液后攪拌，加熱反應后，將污泥脫水除去重金屬。利用Fenton氧化方法改變污泥重金屬形態，并促進污泥重金屬從固相向液相遷移，減少污泥固相中重金屬含量，從而使污泥可以通過脫水達到降低重金屬含量的目的。
【IPC分類】C02F11/06, C02F11/00
【公開號】CN105621835
【申請號】CN201610171331
【發明人】徐大勇, 操沛沛, 洪亞軍, 裘秀群
【申請人】安徽工程大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月22日