申请日2017.06.08
公开(公告)日2017.09.22
IPC分类号C02F11/06; C02F1/62; C02F101/10; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种污泥的处理方法，包括以下步骤：在酸性条件下采用过硫酸盐对污泥进行氧化处理，完成对污泥的处理。本发明处理方法中通过在酸性条件下采用过硫酸盐对污泥进行处理，既能够改善污泥的脱水性能，又能够降低污泥内的重金属含量，具有工艺简便、操作便利、所需的设备少、运行成本低、便于大规模化工业生产等优点，实现了污泥的减量化、稳定化、无害化和后续资源化利用，具有很好的应用前景。
权利要求书
1.一种污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：在酸性条件下采用过硫酸盐对污泥进行氧化处理，完成对污泥的处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述过硫酸盐的加入量为每升所述污泥中加入所述过硫酸盐3g～18g。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述过硫酸盐的加入量为每升所述污泥中加入所述过硫酸盐6g～9g。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾和/或过硫酸铵。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述氧化处理在pH值为2～3的条件下进行。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述氧化处理在搅拌条件下进行;所述氧化处理的温度为25℃;所述氧化处理的时间为60min。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述污泥为含有重金属的污泥;所述污泥中的重金属包括Pb、Zn、Cu、Cd中的一种或多种。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述氧化处理完成后还包括以下步骤：将氧化处理所得产物进行离心分离，过滤，得到污泥泥饼和上清液Ⅰ。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述上清液Ⅰ还包括以下处理：往所述上清液Ⅰ中投加氧化钙进行反应，过滤，得到上清液Ⅱ和重金属沉淀物质;所述氧化钙与所述上清液Ⅰ的质量比为0.25%～1.0%。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述反应在搅拌条件下进行;所述反应的温度为25℃;所述反应的时间为60min;所述上清液Ⅱ用于回流到污水处理厂的处理池中。
说明书
污泥的处理方法
技术领域
本发明属于环境保护领域，涉及一种污水的处理方法，具体涉及一种利用氧化剂处理污泥的方法。
背景技术
现阶段，基于我国的实际情况和经济条件，填埋和污泥农用仍然作为污泥处置的过渡性方法在实施。无论采取何种污泥处置的方式，实现污泥的减量化，是污泥处理的关键所在，对于降低污泥处理成本、推动可持续发展、减少对环境的影响，有着重要的意义。而污泥脱水是处理环节的重点，目的是为了去除存在于污泥颗粒间以及颗粒内的水，使污泥的物理性能改变成半固态。
常用的污泥调理方法包括：物理调理技术、化学调理技术、生物调理技术，三种方法本质主要针对污泥直接采用机械脱水效果较差这一问题，在对污泥在脱水前所进行的一系列预先处理，以减弱污泥的高度亲水性、降低水分子与污泥之间的结合力，从而提高脱水性能。污泥经过物理调理后，虽然可以有效降低含水率，提高固体有机物的溶出和水解，但同样具有投资昂贵、不能从根本上解决污泥重金属的去除问题、对操作人体健康造成潜在危害等不利的缺点。生物调理技术属于环境友好型、安全、低成本的新型技术，但目前国内外对该领域的研究水平较低，机理尚不明确。同时还存在菌种培养时间过长、氧化速度较慢、菌种稳定性等问题，在实际生产并未广泛推广。从传统的无机絮凝剂到高分子絮凝剂以及复合絮凝剂，化学调理不仅适用范围广、试剂可供选择性多，目前在对污泥脱水效果以及在一些难处理的污染物上有着天然的优势，但如何将一些具有缺陷的传统絮凝剂不断被环境友好型调理剂所替代，是化学调理当下需要突破的瓶颈。
同时，污泥中含有大量的重金属，是污泥农业可持续利用的又一大阻碍。有研究表明，污水处理厂的污泥的部分重金属含量随年代逐渐下降，但大部分重金属仍处于波动状态。从长远来看，污泥农用的限制标准会越来越严格，城市污泥的重金属需要引起足够重视。加上污泥中存在的部分污染物毒性较高，且含有很多难以直接被生物所降解的有机物质，而采用常规的方式处理污泥污染物时，很难取得理想的效果。传统的物化方法在去除污染物毒性以及提高污泥可生化性方面存在不足。有些预处理技术并不能将有毒成分完全彻底地降解，经污泥的转移后，导致对环境的二次污染等影响。因此，在提高污泥脱水的基础上，将毒性高、难降解的污染物转化为毒性影响小、易降解的物质是污泥处理技术需要达到的理想效果。
过硫酸盐在常温下性质较为稳定，需要结合活化的方式来促进硫酸根自由基的生成。目前常采用加入过渡金属离子(Fe2+)的方式来活化过硫酸盐对污泥进行深度脱水，但金属离子的加入不仅会造成污泥色度的改变，同时药剂量的投加比例尚无一致结论，还会导致污泥沉降性变差，如：硫酸亚铁中铁离子的大量沉淀，产了大量的铁泥，甚至会造成大量的污泥悬浮物在废水中难以沉降。从长远来看，活化过硫酸盐的方式是非常必要的，但目前无论采取何种方法(热活化、紫外活化、过渡金属活化)均会极大提高污泥的处理成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简便、操作便利、所需的设备少、运行成本低、便于大规模化工业生产的污泥的处理方法，该方法在提高污泥脱水性能的基础上，能够去除污泥中绝大部分的重金属。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种污泥的处理方法，包括以下步骤：在酸性条件下采用过硫酸盐对污泥进行氧化处理，完成对污泥的处理。
上述的处理方法中，优选的，所述过硫酸盐的加入量为每升所述污泥中加入所述过硫酸盐3g～18g。
上述的处理方法中，优选的，所述过硫酸盐的加入量为每升所述污泥中加入所述过硫酸盐6g～9g。
上述的处理方法中，优选的，所述过硫酸盐为过硫酸钾和/或过硫酸铵。
上述的处理方法中，优选的，所述氧化处理在pH值为2～3的条件下进行。
上述的处理方法中，优选的，所述氧化处理在搅拌条件下进行;所述氧化处理的温度为25℃;所述氧化处理的时间为60min。
上述的处理方法中，优选的，所述污泥为含有重金属的污泥;所述污泥中的重金属包括Pb、Zn、Cu、Cd中的一种或多种。
上述的处理方法中，优选的，所述氧化处理完成后还包括以下步骤：将氧化处理所得产物进行离心分离，过滤，得到污泥泥饼和上清液Ⅰ。
上述的处理方法中，优选的，所述上清液Ⅰ还包括以下处理：往所述上清液Ⅰ中投加氧化钙进行反应，过滤，得到上清液Ⅱ和重金属沉淀物质;所述氧化钙与所述上清液Ⅰ的质量比为0.25%～1.0%。
上述的处理方法中，优选的，所述反应在搅拌条件下进行;所述反应的温度为25℃;所述反应的时间为60min;所述上清液Ⅱ用于回流到污水处理厂的处理池中。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种污泥的处理方法，在酸性条件下采用过硫酸盐处理污泥，由于过硫酸根可以通过质子催化形成具有强氧化性质的硫酸根自由基，在氧化污泥时，硫酸根自由基可以氧化破解污泥使污泥脱水性能得到改善，实现污泥的减量化处理;同时在此氧化过程中，污泥中的重金属溶解到溶液中，有效地降低污泥内重金属的含量，解决了污泥中重金属对污泥农用的限制影响。本发明的处理方法既能够改善污泥的脱水性能，又能够降低污泥内的重金属含量，具有工艺简便、操作便利、所需的设备少、运行成本低、便于大规模化工业生产等优点，实现了污泥的减量化、稳定化、无害化和后续资源化利用，具有很好的应用前景。
(2)经过硫酸盐氧化处理后污泥中的重金属释放到液相中，上清液中重金属的含量增加，且过硫酸盐的氧化处理过程中污泥胞外聚合物(EPS)遭到破解，一些不溶性物质，如核酸、脂质等高分子物质转变为可溶性物质释放到液体中，上清液TN、TP含量升高，不利于上清液的回收利用。针对以上难点，本发明方法中还包括利用氧化钙对上清液进行处理，通过投加氧化钙将上清液中的重金属以沉淀形式去除，具体为：氧化钙溶于上清液后形成氢氧根离子，利用它们对重金属的捕获、沉淀作用，使上清液中的重金属转化成沉淀物质，从而有效地降低上清液中的重金属含量，同时经氧化钙处理后溶液的pH值由酸性变成碱性，能够减小对设备的酸蚀影响。另外，本发明通过投加氧化钙可以有效降低水体中的磷含量，对环境有以下几个方面的意义：避免排放的水中因磷含量过高，使藻类的大量繁殖，降低水中的溶解氧，防止水体生态系统失衡;避免对景观生态造成影响，因为当发生水华赤潮时，整个水面容易被藻类大量覆盖，妨碍了水体的美观。更值得注意的是，降低水体磷的含量，对人类健康有着重要意义，这是因为如果人长期饮用含磷的水会造成人体骨质疏松，发生下颌骨坏死等问题。可见，本发明采用氧化钙对上清液进行处理，不仅能够有效降低上清液中的重金属含量，还能有效降低上清液中的磷含量，这样的技术效果是采用其他材料进行处理时所不可能达到的。本发明中，将经氧化钙处理后的上清液回流至污水处理厂的回流池中，能够实现资源的重新回收利用。
