一種低成本含重金屬污泥處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)害化、資源化處理污水廠生化沉淀池濕污泥或需修復(fù)的污染土壤干污泥技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種含重金屬污泥處理的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的加快，生活廢水和工業(yè)污水的排放量日益增多，作為污水處理副產(chǎn)物的污泥產(chǎn)量也相應(yīng)增多。污泥成分復(fù)雜，含水率極高且不易脫水，含有較多難降解的有機(jī)污染物、有害重金屬及病原微生物等，嚴(yán)重威脅著人類的生存、健康和發(fā)展。實(shí)踐證明污泥資源化利用是污泥處理的必然出路，然而污水處理過(guò)程中超過(guò)一半的重金屬會(huì)轉(zhuǎn)移到污泥中，污泥中的重金屬嚴(yán)重阻礙了污泥的資源化利用。含有較高重金屬的污泥進(jìn)行農(nóng)用時(shí)，不僅增加作物體內(nèi)的重金屬含量，還會(huì)引起土壤重金屬污染，當(dāng)存在降水時(shí)，污泥和土壤中一部分重金屬進(jìn)入地表徑流和地下滲流并隨水流迀流，進(jìn)而對(duì)地下水造成二次污染。
[0003]隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，人口的劇增，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，土壤不可避免遭受重金屬污染，土壤重金屬污染是主要的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一，直接影響到區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和食品安全，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)尤其是農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和人體健康，因而引起廣泛的社會(huì)關(guān)系。對(duì)土壤重金屬污染現(xiàn)狀和主要特征進(jìn)行分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外土壤重金屬污染研宄動(dòng)態(tài)，同時(shí)考慮國(guó)家需求和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，提出發(fā)明一種適合中國(guó)國(guó)情的高效低成本修復(fù)土壤技術(shù)很有必要。
[0004]現(xiàn)有的重金屬污泥處理方法是采用吸附凝膠處理污泥中重金屬，吸附凝膠處理污泥中重金屬是將污泥直接與吸附凝膠進(jìn)行攪拌，混合一段時(shí)間，污泥中的重金屬被凝膠吸收，在通過(guò)解析將凝膠和污泥進(jìn)行分離。這種處理污泥中重金屬的方法主要存在問(wèn)題有:一是污泥與凝膠混合不容易均勻；二是污泥將凝膠包裹，造成凝膠只能吸附與其接近污泥中的重金屬，與凝膠有一定距離的污泥中重金屬得不到去除，并且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中污泥會(huì)慢慢堵塞凝膠表面的吸附孔隙，從而降低吸附效果；三是凝膠與污泥進(jìn)行分離時(shí)會(huì)有部分凝膠小顆?；煸谖勰嘀小?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效的低成本重金屬污泥處理方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種低成本含重金屬污泥處理方法，其特征是處理步驟如下:
先將污水處理廠生化沉淀池中含水率在97%以上的污泥通過(guò)加酸攪拌調(diào)節(jié)PH值至3-5后用泵打入MBR膜池，經(jīng)MBR膜池處理后的出水流到重金屬吸附設(shè)備內(nèi)進(jìn)行有效吸附，經(jīng)重金屬吸附設(shè)備吸附后的清潔水回流到MBR膜池內(nèi)，循環(huán)回流吸附，直至從重金屬吸附設(shè)備出來(lái)的清潔水中重金屬含量達(dá)到國(guó)家相關(guān)排放指標(biāo)后再流入MBR膜未端池，再排入污泥濃縮池；所述重金屬吸附設(shè)備內(nèi)的吸附材料在吸附的重金屬含量的累積飽和后，將其中的吸附材料泡入酸堿溶液內(nèi)，使吸附材料內(nèi)的重金屬脫出，脫出的重金屬殘?jiān)c水泥一起攪拌固化壓制成水泥磚利用，或進(jìn)一步分離廢渣重金屬回收再利用；所述污水處理廠生化沉淀池污泥通過(guò)MBR膜池內(nèi)經(jīng)過(guò)多級(jí)超濾膜過(guò)濾后，剩余污泥自流到污泥濃縮池，再用污泥泵打入污泥脫水機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫水，使污泥含水率在85%以下，經(jīng)脫水后的濕污泥用高壓泵或螺旋輸送機(jī)布入太陽(yáng)能復(fù)合膜低溫蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行干化蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)的蒸餾水回用或達(dá)標(biāo)排放，干化后的高干污泥作為生物有機(jī)肥農(nóng)業(yè)作用；所述脫水過(guò)程中脫出的出水回流到所述污水處理廠生化沉淀池。
[0007]所述加酸攪拌過(guò)程中加入的酸為硫酸或檸檬酸。
[0008]所述污水處理廠生化沉淀池內(nèi)的攪拌裝置采用電機(jī)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，或采用壓縮空氣進(jìn)行攪拌。
[0009]所述MBR膜池內(nèi)的膜元件采用有機(jī)膜或無(wú)機(jī)膜，膜池內(nèi)的曝氣采用穿孔曝氣或中微孔曝氣器曝氣。
[0010]所述重金屬吸附設(shè)備內(nèi)裝填的吸附材料，采用普通的陰、陽(yáng)樹(shù)脂或大孔樹(shù)脂吸附，或采用地質(zhì)礦物質(zhì)吸附材料或凝膠材料進(jìn)行吸附，吸附罐采用鋼襯防腐材料或不銹鋼及玻璃鋼材質(zhì)直接制作成形。
[0011]本發(fā)明的有益效果有:
本發(fā)明運(yùn)行成本低、處理效率高，工藝過(guò)程的設(shè)備操作方便，經(jīng)處理后的含重金屬污泥能確保達(dá)到國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。干污泥可以綜合利用，低溫蒸餾出的蒸餾水可回用或達(dá)標(biāo)排放。整體工藝設(shè)備DCS集散控制，自動(dòng)化操作。MBR膜過(guò)濾出的含重金屬出水最后通過(guò)吸附設(shè)備吸附，能有效去除水中的重金屬含量，吸附劑全部達(dá)到飽和后再進(jìn)行再生脫附，吸附材料可再生重復(fù)使用，這樣減少了吸附劑用量，采用MBR膜技術(shù)過(guò)濾后的出水透明、濁度低。進(jìn)入重金屬吸附設(shè)備吸附時(shí)能降低污染物對(duì)樹(shù)脂的污染，提高污泥中脫除重金屬的效率并降低運(yùn)行成本。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
污水處理廠生化沉淀池污泥可單獨(dú)處理，也可與需修復(fù)的重金屬污染土壤一起混合處理。單獨(dú)處理時(shí)只需在污泥攪拌池內(nèi)加入少量的酸調(diào)節(jié)PH值；混合處理時(shí)需加入適量的水調(diào)至含水率97%以上，同時(shí)加入少量的酸調(diào)節(jié)PH值即可進(jìn)入MBR膜池進(jìn)行曝氣過(guò)濾處理。
[0013]本發(fā)明方法步驟為先將污水處理廠生化沉淀池中含水率在97%以上的污泥加入硫酸或檸檬酸等常規(guī)酸，攪拌調(diào)節(jié)PH值至3-5后用泵打入MBR膜前端池，經(jīng)MBR膜池處理后的出水自流或用泵打到重金屬吸附設(shè)備內(nèi)進(jìn)行有效吸附，經(jīng)重金屬吸附設(shè)備吸附后的清潔水回流到MBR膜池內(nèi)，根據(jù)水中的重金屬濃度來(lái)確定循環(huán)回流次數(shù)，循環(huán)吸附再回流后逐漸降低水中的重金屬含量直至從重金屬吸附設(shè)備出來(lái)的水通過(guò)重金屬測(cè)定儀檢測(cè)達(dá)到國(guó)家相關(guān)排放指標(biāo)后再流入MBR膜未端池，不達(dá)標(biāo)的出水回流到MBR膜前端池中再處理，MBR末端池的出口連接污泥濃縮池。所述重金屬吸附設(shè)備內(nèi)的吸附材料在吸附的重金屬含量累積飽和后，將其中的吸附材料泡入質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量為3%?5%的鹽酸或硫酸內(nèi)，使吸附材料內(nèi)的重金屬脫出，脫出的重金屬殘?jiān)膳c水泥一起攪拌固化壓制成水泥磚利用。所述污水處理廠生化沉淀池污泥通過(guò)多段MBR膜池內(nèi)經(jīng)過(guò)多級(jí)超濾膜過(guò)濾后，剩余污泥自流到污泥濃縮池，再用污泥泵打入污泥脫水機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫水，使污泥含水率在85%以下。污泥脫水機(jī)可采用離心脫水機(jī)或帶式脫水機(jī)等機(jī)械脫水機(jī)脫水。經(jīng)脫水后的濕污泥用高壓泵或螺旋輸送機(jī)布入太陽(yáng)能復(fù)合膜低溫蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行干化蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)的蒸餾水回用或達(dá)標(biāo)排放，干化后的高干污泥(含水率< 10%)作為生物有機(jī)肥農(nóng)業(yè)作用。所述脫水過(guò)程中脫出的出水回流到所述污水處理廠生化沉淀池。
[0014]本發(fā)明污水處理廠生化沉淀池內(nèi)的攪拌裝置可采用電機(jī)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，或采用壓縮空氣進(jìn)行攪拌。MBR膜池內(nèi)的膜元件采用有機(jī)膜或無(wú)機(jī)膜，膜池內(nèi)的曝氣可采用穿孔曝氣或中微孔曝氣器曝氣。所述重金屬吸附設(shè)備內(nèi)裝填的吸附材料，可采用普通的陰、陽(yáng)樹(shù)脂或大孔樹(shù)脂吸附，也可采用地質(zhì)礦物質(zhì)吸附材料或凝膠材料進(jìn)行吸附，吸附罐可采用鋼襯防腐材料或不銹鋼及玻璃鋼等耐腐蝕的材質(zhì)直接制作成形。
[0015]本發(fā)明太陽(yáng)能復(fù)合膜低溫蒸發(fā)設(shè)備采用在密閉空間內(nèi)利用太陽(yáng)光照射的熱量低溫蒸發(fā)同時(shí)結(jié)合余熱風(fēng)干技術(shù)來(lái)蒸發(fā)干燥膜框內(nèi)的高濕污泥，使之迅速干化，沒(méi)太陽(yáng)時(shí)可采用風(fēng)干結(jié)合余熱蒸發(fā)干化。蒸發(fā)出的蒸餾水達(dá)標(biāo)排放或回用；利用風(fēng)干技術(shù)干燥濕污泥時(shí)在出風(fēng)口加裝除臭裝置。
[0016]本發(fā)明中每個(gè)工藝設(shè)備的操作控制都有DCS集散控制系統(tǒng)全自動(dòng)控制。MBR膜池內(nèi)設(shè)有膜元件及曝氣攪拌系統(tǒng)，為了保證膜池內(nèi)的污泥濃度保持在衡定值的范圍內(nèi)，通過(guò)膜過(guò)濾后的出水濁度低，對(duì)后續(xù)重金屬吸附設(shè)備起到保護(hù)作用。重金屬吸附設(shè)備通過(guò)吸附材料吸附后的清潔水回流到MBR膜池以調(diào)節(jié)膜池內(nèi)的污泥濃度，循環(huán)吸附再回流，保證流到污泥濃縮池內(nèi)的污泥重金屬含量控制在符合要求的范圍內(nèi)。MBR膜池內(nèi)設(shè)置全自動(dòng)在線污泥濃度測(cè)量?jī)x。污泥濃縮池內(nèi)設(shè)有重金屬在線測(cè)量?jī)x，以保證MBR膜池流到污泥濃縮池的高含水污泥中重金屬含量低于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
[0017]需修復(fù)重金屬污染土壤干污泥因沒(méi)有活性，所以應(yīng)結(jié)合污水處理廠生化沉淀池剩余污泥進(jìn)行混合配比處理，經(jīng)處理后的高含水污泥通過(guò)機(jī)械脫水機(jī)脫水后(污染土壤修復(fù)成有機(jī)土壤)可直接還田利用。
[0018]本發(fā)明涉及的其它未說(shuō)明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低成本含重金屬污泥處理方法，其特征是處理步驟如下: 先將污水處理廠生化沉淀池中含水率在97%以上的污泥通過(guò)加酸攪拌調(diào)節(jié)PH值至3-5后用泵打入MBR膜前端池，經(jīng)MBR膜前端池、后端池處理后的出水流到重金屬吸附設(shè)備內(nèi)進(jìn)行有效吸附，經(jīng)重金屬吸附設(shè)備吸附后的清潔水回流到MBR膜前端池內(nèi)，循環(huán)回流吸附，直至經(jīng)重金屬吸附設(shè)備出來(lái)的清潔水中重金屬含量低于國(guó)家相關(guān)排放指標(biāo)后再流入MBR膜未端池，所述重金屬吸附設(shè)備內(nèi)的吸附材料在吸附重金屬含量的累積飽和后，將其中的吸附材料泡入質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量為3°/『5%鹽酸或硫酸內(nèi)，使吸附材料內(nèi)的重金屬脫出，脫出的重金屬殘?jiān)c水泥一起攪拌固化壓制成水泥磚利用；所述污水處理廠生化沉淀池污泥通過(guò)MBR膜池內(nèi)經(jīng)過(guò)多級(jí)超濾膜過(guò)濾后，剩余高含水污泥自流到污泥濃縮池，再用污泥泵打入污泥脫水機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫水，使污泥含水率在85%以下，經(jīng)脫水后的濕污泥用高壓泵或螺旋輸送機(jī)布入太陽(yáng)能復(fù)合膜低溫蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行干化蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)的蒸餾水回用或達(dá)標(biāo)排放，干化后的高干污泥作為生物有機(jī)肥農(nóng)業(yè)作用；所述脫水過(guò)程中脫出的出水回流到所述污水處理廠生化沉淀池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本含重金屬污泥處理方法，其特征是所述加酸攪拌過(guò)程中加入的酸為硫酸或檸檬酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本含重金屬污泥處理方法，其特征是所述污水處理廠生化沉淀池內(nèi)的攪拌裝置采用電機(jī)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，或采用壓縮空氣進(jìn)行攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本含重金屬污泥處理方法，其特征是所述MBR膜池內(nèi)的膜元件采用有機(jī)膜或無(wú)機(jī)膜，膜池內(nèi)的曝氣采用穿孔曝氣或中微孔曝氣器曝氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本含重金屬污泥處理方法，其特征是所述重金屬吸附設(shè)備內(nèi)裝填的吸附材料，采用普通的陰、陽(yáng)樹(shù)脂或大孔樹(shù)脂吸附，或采用地質(zhì)礦物質(zhì)吸附材料或凝膠材料進(jìn)行吸附，吸附罐采用鋼襯防腐材料或不銹鋼及玻璃鋼材質(zhì)直接制作成形。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低成本含重金屬污泥處理方法，其步驟為先將高含水污泥通過(guò)加酸調(diào)節(jié)PH值至3-5后加入MBR膜池，經(jīng)MBR膜池處理后的出水進(jìn)入重金屬吸附設(shè)備，之后進(jìn)入MBR末端池，再排入污泥濃縮池；所述經(jīng)過(guò)MBR膜池過(guò)濾后的高含水剩余污泥自流至污泥濃縮池，之后進(jìn)入污泥脫水機(jī)脫水，脫水后的含水率為80%的濕污泥進(jìn)入太陽(yáng)能復(fù)合膜低溫蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行干化蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸餾水回用或達(dá)標(biāo)排放，干化后的高干污泥可用為生物有機(jī)肥農(nóng)業(yè)使用。本發(fā)明運(yùn)行成本低、處理效率高，工藝過(guò)程中的設(shè)備操作方便，經(jīng)處理后的含重金屬污泥能確保達(dá)到國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。
【IPC分類】C02F11-02, C02F11-12, C02F11-00, C02F9-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104671624
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510068719
【發(fā)明人】錢盤生
【申請(qǐng)人】江蘇金山環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日