一種水體沉積物的減量資源化綜合利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污染水體沉積物處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水體沉積物的減量資源 化綜合利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 受水源及排放源的影響，大量的污染物沉積于水體中，受污染的沉積物又反作用 于水體，造成一系列連帶的復(fù)合污染，在影響水環(huán)境質(zhì)量的同時，更對居民人體健康和水生 態(tài)安全造成危害，水體污染沉積物治理已成為水環(huán)境治理的最重要因素之一。其含水率高， 體積大等特征，更為堆放和運輸帶來較大的困難。
[0003] 傳統(tǒng)的水體沉積物處理方法是先采用濃縮、消化、脫水等途徑減小沉積物體積，再 通過填埋、填海、焚燒、土地綜合利用、堆肥等方法對其進行最終處置。而隨著環(huán)境壓力的增 大及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴格化，這些處置方式存在的脫水效率低、占用空間大、易造成二次污 染、耗費能源等缺陷日趨明顯。
[0004] 同時，水體沉積物中因含有豐富的有機質(zhì)、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)和可用的無機組分， 又可作為一種優(yōu)質(zhì)的"二次資源"。而現(xiàn)有的水體沉積物資源化處置方法，無論是建材化技 術(shù)、堆肥利用技術(shù)、能源化技術(shù)，或材料化技術(shù)，均因水體沉積物體積大、脫水率低等問題， 造成處置費用高、工序復(fù)雜，且存在資源化利用率低、利用范圍狹窄、利用組分單一、利用時 未考慮重金屬的脫除問題而存在潛在危害等缺點，未能充分實現(xiàn)資源的綜合利用。因此，建 立在減量化基礎(chǔ)上的無害化、資源化處理應(yīng)成為水體沉積物處理領(lǐng)域的主流發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有處置技術(shù)對水體沉積物脫水難、費用高、資源化利用率低、存在重 金屬二次危害等的弊端，提供了一種在高效減量化基礎(chǔ)上，充分實現(xiàn)水體沉積物無害化后 有機組分與無機組分資源化綜合利用的方法。
[0006] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0007] (1)利用加藥器向水體沉積物中投加氧化劑，強氧化作用下，沉積物中微生物的細 胞壁、細胞膜破碎，胞內(nèi)有機質(zhì)及氮磷等物質(zhì)被釋放出來，同時降低沉積物含水率，提高脫 水性能；
[0008] 所述水體沉積物為市政污水處理廠污泥或積存在水體底部的沉泥，含水率為 50 ?99. 9% ;
[0009] 所述氧化劑為次氯酸鈉、氯酸鈉、臭氧、過氧化氫、二氧化氯、高鐵酸鉀、氯氣中的 一種或幾種；
[0010] (2)氧化改性后的水體沉積物送入氣浮沉淀一體機，經(jīng)氣浮、沉淀處理產(chǎn)生浮泥和 沉砂，浮泥送入收集池；
[0011] (3)沉砂進行物理壓榨脫水，得到脫水濾液和脫水泥砂，脫水濾液送入反應(yīng)池；
[0012] (4)對氣浮沉淀一體機內(nèi)水體pH進行監(jiān)測，呈弱堿性時，將水體排出送入反應(yīng)池 與脫水濾液混合；
[0013] (5)抽樣檢測脫水泥砂中的重金屬浸出毒性，若達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，則直接用作腐 殖土、路基材料或路面磚骨料；若超標(biāo)，則進行安全填埋或利用申請人在先申請的發(fā)明專利 "一種污泥燒結(jié)制無土栽培基質(zhì)處理系統(tǒng)"（【申請?zhí)枴?01410324536.9)的方法將脫水泥砂 經(jīng)過燒結(jié)無害化后作為無土栽培基質(zhì)利用；
[0014] (6)向反應(yīng)池中加入Mg鹽，調(diào)節(jié)鎂/磷摩爾比為1. 2?1. 6,回收氮磷得到鳥糞石， 反應(yīng)如下式，反應(yīng)過程中，對反應(yīng)池內(nèi)的pH進行監(jiān)測，接近中性時，投加適量堿液調(diào)節(jié)pH至 7. 2?8. 8范圍內(nèi)，攪拌20?120min使其充分反應(yīng)后，將反應(yīng)液送入沉淀池；
[0015] Mg2++NH4.+PO廣+6H20 - MgNH4PO4 · 6H20 I
[0016] 所述Mg鹽為廢鹽鹵；
[0017] 所述堿液為NaOH或NH3 · H2O溶液；
[0018] (7)反應(yīng)液在沉淀池中靜置1?2h后，收集底部沉積物得到大顆粒的鳥糞石，抽 樣進行重金屬含量測試，若達到肥料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，則用做緩釋肥；若超標(biāo)，則進行安全填 埋；
[0019] (8)對沉淀池上清液進行過濾，濾網(wǎng)捕集得到的小顆粒鳥糞石作為晶種回投至反 應(yīng)池，鳥糞石過濾液進入收集池與浮泥混合；
[0020] (9)收集池中的混合液有機質(zhì)含量較高，作為外碳源送至污水處理系統(tǒng)脫氮除磷 工序中的厭氧池和/或缺氧池，或單設(shè)小型污水處理設(shè)施對其進行常規(guī)污水處理，達標(biāo)后 排放。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] (1)提高水體沉積物脫水性能，實現(xiàn)減量化。向水體沉積物中投加氧化劑，不僅可 使微生物細胞破壁釋放出胞內(nèi)有機質(zhì)及氮磷等物質(zhì)，還能釋放出絮體內(nèi)的水，降低沉積物 含水率；同時，利用氣浮沉淀一體機可促使有機質(zhì)進入浮泥、無機泥砂沉降、游離氮磷進入 液相，使有機組分與無機組分分離；再結(jié)合物理壓榨工藝，很大程度上提高了沉積物的脫水 性能，有效解決了目前水體沉積物體量大、脫水難的問題，并最終實現(xiàn)減量化；
[0023] (2)對傳統(tǒng)鳥糞石反應(yīng)工藝進行升級優(yōu)化。氣浮工藝可吹脫水體沉積物中的C02， 使液體呈弱堿性，降低了鳥糞石反應(yīng)過程中堿液的用量，同時弱堿性可避免NH4+轉(zhuǎn)化為NH 3 揮發(fā)，以及Mg(0H)2、Mg3(P04)2等雜質(zhì)的生成，易得到高純度的鳥糞石晶體。同時，本發(fā)明將 得到的小顆粒鳥糞石捕集并作為晶種回投至反應(yīng)池，不僅提高了鳥糞石的反應(yīng)速率，且回 投的小顆粒鳥糞石可繼續(xù)結(jié)晶增長，沉降性提高，更利于回收；
[0024] (3)重金屬分離固化，無機組分資源利用。水體沉積物中的痕量重金屬可與磷酸根 反應(yīng)生成沉淀，極少量進入浮泥，少量進入無機沉砂，其余隨液相進入反應(yīng)池，在鳥糞石結(jié) 晶過程中沉積于晶體內(nèi)，實現(xiàn)重金屬的穩(wěn)定化固化，對無機沉砂及鳥糞石結(jié)晶進行重金屬 檢測后，再確定進一步處理或資源化利用，不僅提高了重金屬的集中處理效率，且保證了資 源化利用的環(huán)境友好性，避免了重金屬的二次危害；
[0025] (4)有機質(zhì)作為外碳源回用，提高污水脫氮除磷效率。富含有機質(zhì)的浮泥與回收氮 磷后的濾液混合，可作為外碳源回用至污水處理系統(tǒng)厭氧池和/或缺氧池，提高脫氮除磷 效率，實現(xiàn)碳源資源化利用。