一種低成本含重金屬污泥處理方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及無害化、資源化處理污水廠生化沉淀池濕污泥或需修復的污染土壤干污泥技術(shù)領域，具體地說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)量也相應增多。污泥成分復雜，含水率極高且不易脫水，含有較多難降解的有機污染物、有害重金屬及病原微生物等，嚴重威脅著人類的生存、健康和發(fā)展。實踐證明污泥資源化利用是污泥處理的必然出路，然而污水處理過程中超過一半的重金屬會轉(zhuǎn)移到污泥中，污泥中的重金屬嚴重阻礙了污泥的資源化利用。含有較高重金屬的污泥進行農(nóng)用時，不僅增加作物體內(nèi)的重金屬含量，還會引起土壤重金屬污染，當存在降水時，污泥和土壤中一部分重金屬進入地表徑流和地下滲流并隨水流迀流，進而對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關(guān)系。對土壤重金屬污染現(xiàn)狀和主要特征進行分析，結(jié)合國內(nèi)外土壤重金屬污染研宄動態(tài)，同時考慮國家需求和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展需要，提出發(fā)明一種適合中國國情的高效低成本修復土壤技術(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行攪拌，混合一段時間，污泥中的重金屬被凝膠吸收，在通過解析將凝膠和污泥進行分離。這種處理污泥中重金屬的方法主要存在問題有: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，并且長時間運行過程中污泥會慢慢堵塞凝膠表面的吸附孔隙，從而降低吸附效果；三是凝膠與污泥進行分離時會有部分凝膠小顆?；煸谖勰嘀?。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對上述現(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備內(nèi)進行有效吸附，經(jīng)重金屬吸附設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備出來的清潔水中重金屬含量達到國家相關(guān)排放指標后再流入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，脫出的重金屬殘渣與水泥一起攪拌固化壓制成水泥磚利用，或進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MBR膜池內(nèi)經(jīng)過多級超濾膜過濾后，剩余污泥自流到污泥濃縮池，再用污泥泵打入污泥脫水機內(nèi)進行脫水，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布入太陽能復合膜低溫蒸發(fā)設備內(nèi)進行干化蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)的蒸餾水回用或達標排放，干化后的高干污泥作為生物有機肥農(nóng)業(yè)作用；所述脫水過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攪拌機進行攪拌，或采用壓縮空氣進行攪拌。
[0009]所述MBR膜池內(nèi)的膜元件采用有機膜或無機膜，膜池內(nèi)的曝氣采用穿孔曝氣或中微孔曝氣器曝氣。
[0010]所述重金屬吸附設備內(nèi)裝填的吸附材料，采用普通的陰、陽樹脂或大孔樹脂吸附，或采用地質(zhì)礦物質(zhì)吸附材料或凝膠材料進行吸附，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)明運行成本低、處理效率高，工藝過程的設備操作方便，經(jīng)處理后的含重金屬污泥能確保達到國家相關(guān)技術(shù)標準要求。干污泥可以綜合利用，低溫蒸餾出的蒸餾水可回用或達標排放。整體工藝設備DCS集散控制，自動化操作。MBR膜過濾出的含重金屬出水最后通過吸附設備吸附，能有效去除水中的重金屬含量，吸附劑全部達到飽和后再進行再生脫附，吸附材料可再生重復使用，這樣減少了吸附劑用量，采用MBR膜技術(shù)過濾后的出水透明、濁度低。進入重金屬吸附設備吸附時能降低污染物對樹脂的污染，提高污泥中脫除重金屬的效率并降低運行成本。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明:
污水處理廠生化沉淀池污泥可單獨處理，也可與需修復的重金屬污染土壤一起混合處理。單獨處理時只需在污泥攪拌池內(nèi)加入少量的酸調(diào)節(jié)PH值；混合處理時需加入適量的水調(diào)至含水率97%以上，同時加入少量的酸調(diào)節(jié)PH值即可進入MBR膜池進行曝氣過濾處理。
[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備內(nèi)進行有效吸附，經(jīng)重金屬吸附設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備出來的水通過重金屬測定儀檢測達到國家相關(guān)排放指標后再流入MBR膜未端池，不達標的出水回流到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)量分數(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，脫出的重金屬殘渣可與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多段MBR膜池內(nèi)經(jīng)過多級超濾膜過濾后，剩余污泥自流到污泥濃縮池，再用污泥泵打入污泥脫水機內(nèi)進行脫水，使污泥含水率在85%以下。污泥脫水機可采用離心脫水機或帶式脫水機等機械脫水機脫水。經(jīng)脫水后的濕污泥用高壓泵或螺旋輸送機布入太陽能復合膜低溫蒸發(fā)設備內(nèi)進行干化蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)的蒸餾水回用或達標排放，干化后的高干污泥(含水率< 10%)作為生物有機肥農(nóng)業(yè)作用。所述脫水過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攪拌機進行攪拌，或采用壓縮空氣進行攪拌。MBR膜池內(nèi)的膜元件采用有機膜或無機膜，膜池內(nèi)的曝氣可采用穿孔曝氣或中微孔曝氣器曝氣。所述重金屬吸附設備內(nèi)裝填的吸附材料，可采用普通的陰、陽樹脂或大孔樹脂吸附，也可采用地質(zhì)礦物質(zhì)吸附材料或凝膠材料進行吸附，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)明太陽能復合膜低溫蒸發(fā)設備采用在密閉空間內(nèi)利用太陽光照射的熱量低溫蒸發(fā)同時結(jié)合余熱風干技術(shù)來蒸發(fā)干燥膜框內(nèi)的高濕污泥，使之迅速干化，沒太陽時可采用風干結(jié)合余熱蒸發(fā)干化。蒸發(fā)出的蒸餾水達標排放或回用；利用風干技術(shù)干燥濕污泥時在出風口加裝除臭裝置。
[0016]本發(fā)明中每個工藝設備的操作控制都有DCS集散控制系統(tǒng)全自動控制。MBR膜池內(nèi)設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)，通過膜過濾后的出水濁度低，對后續(xù)重金屬吸附設備起到保護作用。重金屬吸附設備通過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)設置全自動在線污泥濃度測量儀。污泥濃縮池內(nèi)設有重金屬在線測量儀，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準范圍內(nèi)。
[0017]需修復重金屬污染土壤干污泥因沒有活性，所以應結(jié)合污水處理廠生化沉淀池剩余污泥進行混合配比處理，經(jīng)處理后的高含水污泥通過機械脫水機脫水后(污染土壤修復成有機土壤)可直接還田利用。
[0018]本發(fā)明涉及的其它未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
【主權(quán)項】
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備內(nèi)進行有效吸附，經(jīng)重金屬吸附設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)重金屬吸附設備出來的清潔水中重金屬含量低于國家相關(guān)排放指標后再流入MBR膜未端池，所述重金屬吸附設備內(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)量分數(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，脫出的重金屬殘渣與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MBR膜池內(nèi)經(jīng)過多級超濾膜過濾后，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內(nèi)進行脫水，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布入太陽能復合膜低溫蒸發(fā)設備內(nèi)進行干化蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)的蒸餾水回用或達標排放，干化后的高干污泥作為生物有機肥農(nóng)業(yè)作用；所述脫水過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攪拌機進行攪拌，或采用壓縮空氣進行攪拌。
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)的膜元件采用有機膜或無機膜，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備內(nèi)裝填的吸附材料，采用普通的陰、陽樹脂或大孔樹脂吸附，或采用地質(zhì)礦物質(zhì)吸附材料或凝膠材料進行吸附，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入重金屬吸附設備，之后進入MBR末端池，再排入污泥濃縮池；所述經(jīng)過MBR膜池過濾后的高含水剩余污泥自流至污泥濃縮池，之后進入污泥脫水機脫水，脫水后的含水率為80%的濕污泥進入太陽能復合膜低溫蒸發(fā)設備內(nèi)進行干化蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸餾水回用或達標排放，干化后的高干污泥可用為生物有機肥農(nóng)業(yè)使用。本發(fā)明運行成本低、處理效率高，工藝過程中的設備操作方便，經(jīng)處理后的含重金屬污泥能確保達到國家相關(guān)技術(shù)標準要求。
【IPC分類】C02F11-02, C02F11-12, C02F11-00, C02F9-14
【公開號】CN104671624
【申請?zhí)枴緾N201510068719
【發(fā)明人】錢盤生
【申請人】江蘇金山環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月10日