申请日2016.03.16
公开(公告)日2016.07.06
IPC分类号C02F11/02; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，属于城市固体废弃物处理领域。淋滤前，将一部分污泥进行预酸化，控制温度在28℃~30℃、溶解氧3~5mg/L，往污泥中加基质Na2S2O3进行培养至pH 1.5~2.5，随后与待处理污泥混合进行生物淋滤8~10天。保留15%wt~25%wt的淋滤污泥作为接种液进入下次循环，其余污泥排出。之后的处理过程，只需要将上一次淋滤污泥保留一部分，作为接种液循环到下次处理过程，污泥不用再酸化。本发明能耗和耗酸量少、处理成本低，而且金属Cd的去除率高，去除率高达81%~85%，处理后的污泥满足我国污泥农用标准，不需要外加菌种、操作简便。
权利要求书
1.一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)取一部分污泥进行酸化，然后投加Na2S2O3进行培养;
(2)将步骤(1)培养后的污泥作为初始接种液与待处理的污泥在生物淋滤池中混合，投加Na2S2O3，进行生物淋滤;
(3)在生物淋滤池中保留15%wt~25%wt的淋滤污泥作为接种液，其余污泥排出;
(4)往淋滤池中投加待处理污泥，与保留的污泥混合，投加Na2S2O3，进行生物淋滤;
(5)将步骤(4)中处理后的污泥保留15%wt~25%wt进入下一循环，其余污泥排出;重复步骤(4);
(6)整个处理过程定期补水，保持污泥浓度。
2.根据权利要求1所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：步骤(1)中污泥酸化pH至4~5，然后投加Na2S2O3后培养至pH1.5~2.5。
3.根据权利要求1所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：步骤(1)的培养条件为：维持温度28-30℃，溶解氧维持在3~5mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：步骤(2)和步骤(4)生物淋滤的条件为：温度维持28-30℃，溶解氧维持在3~5mg/L，淋滤的时间为8至10天。
5.根据权利要求1所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：步骤(1)中Na2S2O3的投加量为每升污泥投加10~15gNa2S2O3。
6.根据权利要求1所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：步骤(2)中Na2S2O3的投加量为针对作为初始接种液污泥的体积，每升污泥投加10~15gNa2S2O3。
7.根据权利要求1所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：步骤(4)中Na2S2O3的投加量为每升保留的污泥投加10~15gNa2S2O3。
8.根据权利要求1所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，其特征在于：定期补水保持污泥浓度为10~15g/L。
说明书
一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法
技术领域
本发明涉及城市固体废弃物的处理领域，具体涉及一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法。
背景技术
污水厂污泥属于污水处理的副产物，里面含有大量的病原体、细菌等，如果不加处理会造成严重的环境问题。污泥的处理方法包括填埋、焚烧、投海、土地利用等，但是填埋需要大量的土地，而且对环境安全存在严重隐患。焚烧的代价太大，还会引发大气污染的问题，而投海早已被国际社会禁止。污泥中含有大量的氮、磷、有机物等，如果能够将污泥资源化利用，产生的经济效益将是巨大的。
随着经济的发展，每年污水的处理量越来越多，产生的污泥量也逐渐增多。截止到2012年，我国产生了超过2000万吨含水率为80%的污泥。这些污泥中含有大量的微量元素、有机物等，土地利用的前景巨大。污水处理的过程中，污水中一半以上的重金属会进入到污泥中，导致污泥中会有一定量的重金属(铜、锌、镉、铅、铬等)存在。不同地方、不同处理工艺，污泥中的重金属含量存在差异。部分地区污泥重金属的含量大大超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)标准限值。这些重金属会被植物吸收，通过食物链进入人体富集，最终会对人体的健康造成严重的危害。
重金属的去除技术包括植被修复法、化学法、电动修复技术、生物淋滤法等。植被修复法处理费用低，操作简单，但是植物只对一种或少数几种重金属有富集作用，而且富集了大量重金属的植物也需要处理，不然会造成环境污染;化学法就是利用各种酸将污泥中的重金属提取到溶液中，然后再固液分离，溶液中的重金属再做进一步的处理，化学法去除污泥中的重金属的效果良好，由于要对污泥进行酸化，需要大量的试剂，同时处理过后的酸性溶液也需要中和，对设备防腐蚀的能力要求高，试剂成本和设备成本比较大;电动修复技术处理的时间短、重金属的去除率高，但是电能消耗大，每次处理的污泥量有限，一般情况下会与其它的处理技术联用，应用受到限制;生物淋滤技术是利用微生物直接或间接的作用，将污泥中的重金属提取到溶液中去，再经过泥水分离，来达到污泥重金属去除的目的。生物淋滤常用的微生物是氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌等嗜酸性硫杆菌。该方法最早是用来冶炼铜，后来被人们应用于污泥中重金属的去除。生物淋滤过程中耗酸量少，氮、磷等元素损失小;由于淋滤过程中pH会降到2左右，许多病原体和细菌都会被杀死;同时淋滤还会提升污泥的脱水性能。相对于其它处理方法，生物淋滤具有不可比拟的优势，在污泥重金属处理方面具有巨大的潜力。
专利CN101891358A公开了一种生物淋滤—类Fenton氧化耦合去除剩余污泥中重金属的方法，该方法重金属去除率高，但是需要生物淋滤技术与其它的方法联用，成本相对较高。CN102719657A公布了一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法，该方法需要单独驯化、分离、培养菌种，操作麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，操作简单，成本低，无需外加菌种，对金属Cd的去除率高，去除率高达81%~85%，处理后的污泥满足我国污泥农用标准，可以资源化利用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，具体包括以下步骤：
(1)在淋滤之前，取一部分污泥进行酸化至pH4~5，然后每升污泥投加10~15gNa2S2O3，在温度28-30℃、溶解氧3~5mg/L的条件下，培养至pH1.5~2.5;
(2)将步骤(1)培养后的污泥作为初始接种液和待处理的污泥在生物淋滤池中混合，往淋滤池中投加Na2S2O3，针对作为初始接种液的污泥的体积，每升污泥投加10~15gNa2S2O3;在温度28-30℃、溶解氧3~5mg/L的条件下，生物淋滤8至10天;
(3)在生物淋滤池中保留15%wt~25%wt的淋滤污泥作为接种液，其余污泥排出;
(4)向淋滤池投加待处理污泥，与保留的作为接种液的污泥混合，投加Na2S2O3，针对保留污泥的体积，每升污泥投加10~15gNa2S2O3;在温度28-30℃、溶解氧3~5mg/L的条件下，生物淋滤8~10天;
(5)将步骤(4)中处理后的污泥保留15%wt~25%wt，作为接种液进入到下个循环，其余污泥排出;重复步骤(4);
(6)整个处理过程定期补水，保持污泥浓度。
所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，除了第一次处理外，其它的循环过程都不需要进行预酸化。
所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，步骤(2)和(4)投加的基质的量(Na2S2O3的量)是针对作为接种液污泥的体积而言的。
所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，每次处理后的污泥保留15%wt~25%wt，循环到下个处理周期，不需要外加菌种。
所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，处理过程中要连续的曝气，溶解氧浓度维持在3~5mg/L。
所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，定期补水保持污泥浓度10~15g/L。
所述的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法，淋滤过程中污泥处于酸性状态，许多微生物及病原体会被杀死。
本发明的有益效果在于：本发明提供的一种生物淋滤去除污泥中重金属Cd的方法不需要外加菌种、操作简便，而且对金属Cd的去除率高，去除率高达81%~85%，处理后的污泥满足我国污泥的农用标准，同时能耗和耗酸量少、处理成本低。
