專利名稱：一種處理重金屬超標(biāo)污泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理重金屬超標(biāo)污泥的方法。
背景技術(shù)：
1895年倫敦建成了世界上第一個污水處理廠，從那時起就有了城市污泥的產(chǎn)生。 在活性污泥法處理污水過程中，污水中重金屬通過細(xì)菌吸收、細(xì)菌和礦物顆粒表面吸附以 及同一些無機(jī)鹽(如磷酸鹽、硫酸鹽等)共沉淀等多種途徑，使污水中50% _80%以上的重 金屬濃縮在產(chǎn)出的污泥中。由于污泥給環(huán)境帶來了二次污染問題，人們一直在尋找合適的 污泥處理處置方法。城市污泥中的重金屬種類繁多，主要有Cu、 Zn、 Pb、 Ni 、 Cr 、 Hg、 Cd等，是 污泥資源化利用的最主要障礙之一。各地城市污泥所含重金屬的種類大同小異，但其含量 相差甚大。70年代以來，很多國家相繼制定了土壤和農(nóng)用污泥的重金屬最高含量的標(biāo)準(zhǔn)。
城市污泥中含有多種多樣的營養(yǎng)成分，可以被農(nóng)作物吸收利用，但是有的污泥中 含有多種重金屬，會對土壤及作物造成重金屬污染。因此，對于重金屬符合國家農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的 污泥可以安全應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)，而對于重金屬含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)的污泥則需要進(jìn)行特殊 的處理處置技術(shù)，來使其減量化、穩(wěn)定化和無害化。 目前對于重金屬含量超標(biāo)，不宜土地利用的污泥一般采用進(jìn)入生活垃圾衛(wèi)生填埋 場與生活垃圾進(jìn)行共同處置。該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單易行，不需要特殊的處理工藝。但其缺 點(diǎn)是需要占用土地，污染地下水體，還會造成大量的滲透液，處置不妥會造成地表上的環(huán)境 污染，并且沒有達(dá)到國家關(guān)于污泥處理處置的減量化、穩(wěn)定化和無害化要求。
二OO九年二月十八日頒布了城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政 策(試行)，其中提到污泥處理處置是城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的重要組成部分；污泥處理處置 的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無害化；國家鼓勵采用節(jié)能減排的污泥處理處置技 術(shù)；鼓勵充分利用社會資源處理處置污泥；鼓勵污泥處理處置技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步；鼓勵 研發(fā)適合我國國情和地區(qū)特點(diǎn)的污泥處理處置新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備。
污泥用于園林綠化時，泥質(zhì)應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》 (CJ248)的規(guī)定和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。污泥必須首先進(jìn)行穩(wěn)定化和無害化處理，并根據(jù)不同地域 的土質(zhì)和植物習(xí)性等，確定合理的施用范圍、施用量、施用方法和施用時間。污泥用于鹽堿 地、沙化地和廢棄礦場等土地改良時，泥質(zhì)應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥 質(zhì)》(CJ/T 291)的規(guī)定；并應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際，進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)，經(jīng)有關(guān)主管部門批準(zhǔn)后實(shí) 施。污泥農(nóng)用時，污泥必須進(jìn)行穩(wěn)定化和無害化處理，并達(dá)到《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》 (GB4284-84))等國家和地方現(xiàn)行的有關(guān)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。不具備利用條件的污泥，可采用 填埋處置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種處理重金屬超標(biāo)污泥的方法。 本發(fā)明提供的處理重金屬含量超標(biāo)污泥的方法，包括如下步驟
將2300質(zhì)量份含水率為80% (質(zhì)量百分含量)以下的重金屬含量超標(biāo)污泥、 4. 6-6. 9質(zhì)量份好氧微生物菌劑、690-805質(zhì)量份輔料和184-276質(zhì)量份重金屬鈍化劑混 合，發(fā)酵15-20天，得到處理后污泥；所述好氧微生物菌劑的活性成分由枯草芽孢桿菌、嗜 熱脂肪芽孢桿菌、黑曲霉、嗜熱側(cè)孢霉和釀酒酵母菌組成；所述輔料為頁巖、草炭、鋸末、椰 糠或木薯渣中的一種或任意組合。 所述重金屬含量超標(biāo)污泥可為至少一種重金屬含量超出《農(nóng)用污泥中污染物控制 標(biāo)準(zhǔn)》的污泥。 所述重金屬含量超標(biāo)污泥具體可為汞、鉛和鋅含量超標(biāo)的污泥。所述重金屬含量 超標(biāo)污泥具體可為汞含量為20mg/kg干污泥(干污泥是完全不含水分的污泥，先測出污泥 含水率，然后換算成不含水的干物質(zhì)含量)、鉛含量為1580mg/kg干污泥、鋅含量為2700mg/ kg干污泥的污泥。 所述方法具體可為將2300質(zhì)量份所述含水率為80% (質(zhì)量百分含量)的重金屬 含量超標(biāo)污泥、5質(zhì)量份所述好氧微生物菌劑、700質(zhì)量份所述輔料和230質(zhì)量份所述重金 屬鈍化劑混合，發(fā)酵15天，得到處理后污泥；所述輔料由300質(zhì)量份頁巖、200質(zhì)量份草炭 和200質(zhì)量份鋸末組成。 所述好氧微生物菌劑中，所述枯草芽孢桿菌、所述嗜熱脂肪芽孢桿菌、所述黑曲 霉、所述嗜熱側(cè)孢霉菌、所述釀酒酵母菌的含量均可在108-l(fCFU/mg之間；
所述枯草芽孢桿菌、所述嗜熱脂肪芽孢桿菌、所述黑曲霉、所述嗜熱側(cè)孢霉菌、所 述釀酒酵母菌的CFU之比可為1 : (0.5-1.5) : (0.5-1.5) : (0.5-1.5) : (0.5-1.5)。
所述枯草芽孢桿菌、所述嗜熱脂肪芽孢桿菌、所述黑曲霉、所述嗜熱側(cè)孢霉菌、所述釀酒酵
母菌的CFU之比具體可為i :i:i:i:i。 所述枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、黑曲霉、嗜熱側(cè)孢霉菌和釀酒酵母菌在中 國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心的編號分別是10163、 10208、2105、2441和1923。
所述重金屬鈍化劑具體可為為粉煤灰；所述重金屬鈍化劑的粒徑為10目，含水率 為15% (質(zhì)量百分含量)以下。所述重金屬鈍化劑的含水率具體可為5% (質(zhì)量百分含 所述發(fā)酵過程中，混合物達(dá)到55t:后可進(jìn)行一次翻堆，溫度達(dá)到7(TC后并維持3 天后可進(jìn)行第二次翻堆， 一周后可再翻堆一次。 重金屬超標(biāo)污泥可以是城鎮(zhèn)污水處理廠在污水凈化處理過程中產(chǎn)生的含水率不 同的廢棄物(不包括柵渣、浮渣和沉沙池沙礫)，也可以是經(jīng)過厭氧消化后的污泥。如果重 金屬含量超標(biāo)污泥的含水量過高，可先進(jìn)行機(jī)械脫水處理，以使其含水量降低，體積減少， 以便于轉(zhuǎn)運(yùn)、減少處理量。
本方法的優(yōu)點(diǎn) (1)發(fā)酵能夠在短時間(15天內(nèi))實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無害化處理?？梢?有效殺滅物料中的有害生物，達(dá)到生物指標(biāo)無害化要求；可使物料在15天內(nèi)含水率由80% 降至30 %以下，實(shí)現(xiàn)減量化要求；物料中的有機(jī)物經(jīng)過微生物分解轉(zhuǎn)化，成為腐殖態(tài)甚至 無機(jī)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了污泥的穩(wěn)定化； (2)用對重金屬有吸收富集作用的微生物進(jìn)行處理、重金屬鈍化技術(shù)和包裹技術(shù) 使污泥中的重金屬含量大大降低，殘存重金屬的滲透力也大大降低。
(3)處理后污泥可進(jìn)行安全填埋，壓實(shí)覆蓋，減少了土地占用面積，可以充分利用 廢棄土地，節(jié)約資源； (4)在覆蓋土壤上可種植重金屬超富集植物，吸收重金屬，實(shí)現(xiàn)美化環(huán)境，改善生 態(tài)，達(dá)到土壤重金屬去除的效果。
(5)實(shí)施簡便、投資少、節(jié)約土地資源、對環(huán)境擾動少。 本發(fā)明提供了一種操作簡單、效果明顯和環(huán)境與生態(tài)效益顯著的重金屬超標(biāo)城市 污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化處理處置方法。本發(fā)明中添加了好氧微生物菌劑，目的是為了 殺滅物料中的有害微生物、病原菌和蠕蟲卵，分解有毒有害的有機(jī)物，使物料減量化、穩(wěn)定 化和無害化；加入了重金屬鈍化劑(粉煤灰等)，所以可使重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)變，而不對生物造 成直接危害。處理后污泥可以安全填埋，并且可以填埋場上覆蓋土壤并種植植物，以美化環(huán) 境，改善生態(tài)。


圖1為重金屬超標(biāo)污泥處理處置與安全填埋方法流程圖。
具體實(shí)施例方式以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)
方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料，如無特殊說明，均為自
常規(guī)生化試劑商店購買得到的。 重金屬含量超標(biāo)污泥取自污水處理廠；。 與污泥重金屬含量相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)污泥土地利用的污染物控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《農(nóng)用 污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB4284-84)。
實(shí)施例、重金屬含量超標(biāo)污泥的處理
—、好氧微生物菌劑的制備 好氧微生物菌劑的活性成分由好氧菌和兼性好氧菌組成，所述好氧菌為枯草芽孢
桿菌、黑曲霉和嗜熱側(cè)孢霉；所述兼性好氧菌為嗜熱脂肪芽孢桿菌和釀酒酵母菌。 上述5種菌均購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC)，枯草芽孢桿菌的保
藏編號是10163、嗜熱脂肪芽孢桿菌的保藏編號是10208、黑曲霉的保藏編號是2105、嗜熱
側(cè)孢霉菌的保藏編號是2441，釀酒酵母菌的保藏編號是1923。
制備方法 1、將各種菌單獨(dú)制成粉狀活菌劑是將各種菌(枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿 菌、黑曲霉、釀酒酵母、嗜熱側(cè)孢霉)分別接種到麩皮中發(fā)酵而成。
2、按照CFU比為i :i:i:i: i的比例將上述5種菌的粉狀活菌劑混勻，制
成好氧微生物菌劑。好氧微生物菌劑中，枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、黑曲霉、嗜熱側(cè)
孢霉菌、釀酒酵母菌的含量均在108-109CFU/mg之間。
二、重金屬含量超標(biāo)污泥的處理(流程示意見圖1)
1、機(jī)械脫水 采用履帶壓濾式脫水機(jī)(上海奧德水處理科技有限公司，PA系列)，對1000千克 重金屬含量超標(biāo)污泥進(jìn)行脫水處理。脫水后污泥的質(zhì)量為800千克，含水率為80%。
脫水后污泥中，各個重金屬的含量如下鎘3/20、汞20/15、鉛1580/1000、鉻 110/1000、砷35/75、銅340/500、鋅2700/1000 (分子為重金屬含量，分母為《農(nóng)用污泥中污 染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB4284-84)中對重金屬含量限定的標(biāo)準(zhǔn)值，單位均為mg/kg干污泥)。
2、發(fā)酵 重金屬鈍化劑為粉煤灰，重金屬鈍化劑過10目篩，含水率小于5%。 將步驟1處理后的污泥、輔料(頁巖、草炭和鋸末)、步驟一制備的好氧微生物菌劑
混和重金屬鈍化劑合攪拌均勻；步驟i處理后的污泥頁巖草炭鋸末步驟一制備的 好氧微生物菌劑重金屬鈍化劑=2300 : 300 : 200 : 200 : 5 : 230(質(zhì)量份數(shù)比)。
混合物的含水率為60-65%。 然后將攪拌混勻的混合物運(yùn)到發(fā)酵車間，堆成長20米、寬2米、高1. 5米的條垛。 發(fā)酵車間的溫度為常溫(25-35°C )，發(fā)酵時間為15天，物料溫度超過55t:后可以進(jìn)行一次 翻堆，溫度達(dá)到7(TC后并維持3天后可進(jìn)行第二次翻堆，一周后可再翻堆一次。
發(fā)酵完成后，污泥的質(zhì)量為690千克。
3、安全填埋 在填埋場所控制填土含水量不超過30%，采用合適的壓實(shí)機(jī)械分層填筑、分層壓 實(shí)，全寬填筑、全寬碾壓，加強(qiáng)測試檢驗(yàn)及壓實(shí)控制。采取每30公分為一層，用10噸壓路機(jī) 壓實(shí)，其上覆蓋5公分后高嶺土，覆蓋30公分腐熟物料，重復(fù)壓實(shí)。具體參照中華人民共和 國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30-2004)。
4、植被保護(hù) 在經(jīng)過安全填埋的物料上覆蓋約30公分厚土壤，其上可以種植草皮或綠化樹木 等觀賞性植物，用來美化環(huán)境，改善生態(tài)。
權(quán)利要求
一種處理重金屬含量超標(biāo)污泥的方法，包括如下步驟將2300質(zhì)量份含水率為80％(質(zhì)量百分含量)以下的重金屬含量超標(biāo)污泥、4.6-6.9質(zhì)量份好氧微生物菌劑、690-805質(zhì)量份輔料和184-276質(zhì)量份重金屬鈍化劑混合，發(fā)酵15-20天，得到處理后污泥；所述好氧微生物菌劑的活性成分由枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、黑曲霉、嗜熱側(cè)孢霉和釀酒酵母菌組成；所述輔料為頁巖、草炭、鋸末、椰糠或木薯渣中的一種或任意組合。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述重金屬含量超標(biāo)污泥為至少一種重金 屬含量超出《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》的污泥。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述重金屬含量超標(biāo)污泥為汞、鉛和鋅含量 超標(biāo)的污泥；所述重金屬含量超標(biāo)污泥的汞含量為20mg/kg干污泥、鉛含量為1580mg/kg干 污泥、鋅含量為2700mg/kg干污泥。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于將2300質(zhì)量份所述含水率為 80% (質(zhì)量百分含量)的重金屬含量超標(biāo)污泥、5質(zhì)量份所述好氧微生物菌劑、700質(zhì)量份 所述輔料和230質(zhì)量份所述重金屬鈍化劑混合，發(fā)酵15天，得到處理后污泥；所述輔料由 300質(zhì)量份頁巖、200質(zhì)量份草炭和200質(zhì)量份鋸末組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于所述好氧微生物菌劑中，所述 枯草芽孢桿菌、所述嗜熱脂肪芽孢桿菌、所述黑曲霉、所述嗜熱側(cè)孢霉菌、所述釀酒酵母菌 的含量均為108-109CFU/mg好氧微生物菌劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述好氧微生物菌劑中，所述枯草芽孢桿 菌、所述嗜熱脂肪芽孢桿菌、所述黑曲霉、所述嗜熱側(cè)孢霉菌、所述釀酒酵母菌的CFU之比 為l : (0.5-1.5) : (0.5-1.5) : (0.5-1.5) : (O. 5-1. 5);所述好氧微生物菌劑中，所述 枯草芽孢桿菌、所述嗜熱脂肪芽孢桿菌、所述黑曲霉、所述嗜熱側(cè)孢霉菌、所述釀酒酵母菌的CFU之比優(yōu)選為i:i:i:i:i。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于所述枯草芽孢桿菌、所述嗜熱脂肪芽孢桿菌、所述黑曲霉、所述嗜熱側(cè)孢霉菌和所述釀酒酵母菌在中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心的編號分別是10163、 10208、2105、2441和1923。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于所述重金屬鈍化劑為粉煤灰； 所述重金屬鈍化劑的粒徑為10目，含水率為15% (質(zhì)量百分含量)以下。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述重金屬鈍化劑的含水率為5% (質(zhì)量百分含量)。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一所述的方法，其特征在于所述發(fā)酵過程中，混合物達(dá)到55t:后進(jìn)行一次翻堆，溫度達(dá)到7(TC后并維持3天后進(jìn)行第二次翻堆，一周后再翻堆一次。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理重金屬超標(biāo)污泥的方法。本發(fā)明提供的方法，包括如下步驟將2300質(zhì)量份含水率為80％(質(zhì)量百分含量)以下的重金屬含量超標(biāo)污泥、4.6-6.9質(zhì)量份好氧微生物菌劑、690-805質(zhì)量份輔料和184-276質(zhì)量份重金屬鈍化劑混合，發(fā)酵15-20天，得到處理后污泥；所述好氧微生物菌劑的活性成分由枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、黑曲霉、嗜熱側(cè)孢霉和釀酒酵母菌組成；所述輔料為頁巖、草炭、鋸末、椰糠或木薯渣中的一種或任意組合。添加了好氧微生物菌劑的目的是殺滅物料中的有害微生物、病原菌和蠕蟲卵，分解有毒有害的有機(jī)物，使物料減量化、穩(wěn)定化和無害化；加入了重金屬鈍化劑，可使重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)變，而不對生物造成直接危害。處理后污泥可以安全填埋，并且可以填埋場上覆蓋土壤并種植植物，以美化環(huán)境，改善生態(tài)。
文檔編號C02F11/02GK101708936SQ20091023741
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者孫先鋒, 樓斌飛 申請人:海南福君生態(tài)環(huán)境科技有限公司;西安工程大學(xué)