申请日2018.10.17
公开(公告)日2019.01.18
IPC分类号C02F11/13; C01B32/05; C02F101/20
摘要
本发明提供了一种市政污泥中Cd的减量化稳定化处理方法。本发明使用纳米零价铁为钝化剂固定市政污泥中的重金属，纳米零价铁与普通还原铁粉相比，能更有效的去除重金属离子;本发明提供的方法对镉的固定效果好，用本发明的方法处置污泥，可以显著降低重金属镉的迁移性和生物有效性，且符合固体废弃物处理三化的原则，同时为产生的污泥生物炭的广泛应用提供了基础，降低了其重金属渗出风险，防止环境的二次污染。并且纳米零价铁本身就是一种金属，本发明使用金属钝化剂固定重金属，打破了使用无机材料为钝化剂的传统观念，为污泥生物炭重金属的控制提供了新思路，并且为污泥生物炭的广泛利用提供了可能。
权利要求书
1.一种市政污泥中Cd的减量化稳定化处理方法，包括以下步骤：
将市政污泥依次进行干燥和研磨，得到污泥颗粒;
将所述污泥颗粒和纳米零价铁混合后进行煅烧，得到污泥生物炭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为100～110℃，干燥的时间为24～36h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污泥颗粒的粒径为2～3mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述零价纳米铁和污泥颗粒的重量比为100～2000mg:1kg。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300～700℃，煅烧的时间为0.5～2h，升温至所述煅烧温度的升温速率为4～6℃/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧后还包括：对污泥生物炭中的Cd含量和形态进行检测。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述污泥生物炭中Cd含量的检测方法包括以下步骤：
将污泥生物炭研磨后使用硝酸-双氧水法进行消解，得到糊状物;
将所述糊状物在比色管中定容后取上清液进行过滤，得到待测液;
使用电感耦合等离子体发射光谱法测定待测液中Cd的含量。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述污泥生物炭中Cd形态的检测包括以下步骤：
将污泥生物炭研磨后使用BCR提取法顺序提取Cd的各个形态，得到待测液;
使用电感耦合等离子体发射光谱法测定待测液中不同形态的Cd含量。
说明书
一种市政污泥中Cd的减量化稳定化处理方法
技术领域
本发明涉及重金属处理技术领域，特别涉及一种市政污泥中Cd的减量化稳定化处理方法。
背景技术
据调查统计，我国近几年污水处理量逐年增加，处理污水产生的污泥超过3000万吨，污泥中含有丰富的营养元素和有机质，若能有效的利用就会具有良好的经济和社会效益。但是污泥中含有较高浓度的重金属、病原微生物等，若不能妥当处理将造成二次污染，其中重金属的存在尤其制约着污泥的资源化利用。重金属一旦进入食物链就会通过生物富集进入人体，对人类健康造成危害，而Cd是毒性最强的重金属元素之一。
污泥处置的传统方式有填埋、焚烧、堆肥等，这些处置方式方式都不能有效的实现污泥中重金属的去除，且不符合污泥处置减量、稳定无害化及资源化的原则。
以污泥为原料制备生物炭是一种有效的处理方法，既能获得经济价值较高的吸附材料又为污泥的的处置提供了出路，但污泥生物炭本身也有重金属渗出的隐患，在制备污泥生物炭时常加入钝化剂对重金属进行固化，所用钝化剂一般为水泥、石灰石、粉煤灰、沸石等无机材料，但是这些材料对重金属的固定效果较差，污泥生物炭中的重金属元素渗出风险仍然较高。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种市政污泥中Cd的减量化稳定化处理方法。本发明的方法以纳米零价铁为固化剂固定市政污泥中的镉，镉的固定效果好，可显著降低污泥生物碳中重金属镉的迁移性和生物有效性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种市政污泥中Cd的减量化稳定化处理方法，包括以下步骤：
将市政污泥依次进行干燥和研磨，得到污泥颗粒;
将所述污泥颗粒和纳米零价铁混合后进行煅烧，得到污泥生物炭。
优选地，所述干燥的温度为100～110℃，干燥的时间为24～36h。
优选地，所述污泥颗粒的粒径为2～3mm。
优选地，所述零价纳米铁和污泥颗粒的重量比为100～2000mg:1kg。
优选地，所述煅烧的温度为300～700℃，煅烧的时间为0.5～2h，升温至所述煅烧温度的升温速率为4～6℃/min。
优选地，所述煅烧后还包括：对污泥生物炭中的Cd含量和形态进行检测。
优选地，所述污泥生物炭中Cd含量的检测方法包括以下步骤：
将污泥生物炭研磨后使用硝酸-双氧水法进行消解，得到糊状物;
将所述糊状物在比色管中定容后取上清液进行过滤，得到待测液;
使用电感耦合等离子体发射光谱法测定待测液中Cd的含量。
优选地，所述污泥生物炭中Cd形态的检测包括以下步骤：
将污泥生物炭研磨后使用BCR提取法顺序提取Cd的各个形态，得到待测液;
使用电感耦合等离子体发射光谱法测定待测液中不同形态的Cd含量。
本发明提供了一种市政污泥中Cd的减量化稳定化处理方法，包括以下步骤：将市政污泥依次进行干燥和研磨，得到污泥颗粒;将所述污泥颗粒和纳米零价铁混合后进行煅烧，得到污泥生物炭。本发明使用纳米零价铁为钝化剂固定市政污泥中的重金属，纳米零价铁与普通还原铁粉相比，能更有效的去除重金属离子;本发明提供的方法对镉的固定效果好，用本发明的方法处置污泥，可以显著降低重金属镉的迁移性和生物有效性，且符合固体废弃物处理三化的原则，同时为产生的污泥生物炭的广泛应用提供了基础，降低了其重金属渗出风险，防止环境的二次污染。
并且纳米零价铁本身就是一种金属，本发明使用金属钝化剂固定重金属，打破了使用无机材料为钝化剂的传统观念，为污泥生物炭重金属的控制提供了新思路，并且为污泥生物炭的广泛利用提供了可能。
实施例结果表明，使用本发明的方法处理市政污泥，纳米零价铁添加量为2000mg/Kg污泥时，得到的污泥生物炭中可氧化态和残渣态的Cd含量达到90%以上，说明绝大部分Cd实现了固定化，显著降低了Cd的渗出风险，且纳米零价铁添加量为1000mg/Kg污泥时，镉的总量也有所降低，可实现减量化。
