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市政污泥无害化处理方法

发布时间:2020-05-20 18:12:54                            点击次数:180 次
  本发明涉及一种市政污泥的无害化处理方法,属于资源环境保护技术领域,该处理方法将市政污泥经过热解、重金属螯合及分离、资源回收等步骤,市政污泥中的病原体和有毒有机物被消除,重金属随水相被分离后,经过膜分离方法回收得到重金属,固相污泥经过发酵堆肥后得到有机肥,该方法不仅能够消除有害物质,而且还能够将污泥中的剩余物质进行资源化回收利用,相比于现有的直接堆放,对环境基本没有影响,有利于土壤、水土环境的清洁保持,真正实现了市政污泥的无害化、资源化处理。
  权利要求书
  1.一种市政污泥的无害化处理方法,其特征在于,所述的处理方法包括以下步骤:
  A、热解
  将市政污泥置于180-210℃的高温无氧环境中,保持时间在5-20min,得到热解料;
  B、重金属螯合及分离
  在热解料中加入水溶性重金属螯合剂,再通过挤压进行脱水处理,得到固相污泥和重金属污水,固相污泥的含水量不高于60%,固相污泥中的重金属含量如下:砷及其化合物(以AS计)的质量分数≤0.006‰,镉及其化合物(以Cd计)的质量分数≤0.001‰,铅及其化合物(以pb计)的质量分数≤0.015‰,铬及其化合物(以Cr计)的质量分数≤0.06‰,汞及其化合物(以Hg计)的质量分数≤0.0006‰;
  C、资源回收
  将重金属污水通过膜分离方法分离得到重金属,固相污泥经堆肥发酵形成有机肥。
  2.根据权利要求1所述的一种市政污泥的无害化处理方法,其特征在于:所述的步骤A中,将市政污泥置于190℃高温无空气无氧环境中,保持时间为15min。
  3.根据权利要求1所述的一种市政污泥的无害化处理方法,其特征在于:所述的步骤B中,脱水后固相污泥的含水量为55%。
  4.根据权利要求1所述的一种市政污泥的无害化处理方法,其特征在于:所述的步骤B中,金属螯合剂选用乙二胺四乙酸钠。
  5.根据权利要求1所述的一种市政污泥的无害化处理方法,其特征在于:所述的步骤C中,所述的膜分离方法为反渗透、超滤或者微滤。
  6.根据权利要求1所述的一种市政污泥的无害化处理方法,其特征在于:所述的固相污泥堆肥发酵为好氧发酵,在空气湿度55%-60%、pH值为7.6-8.7、碳氮比为(20-35):1、通风量为1.5-2.0m3/(min·t)条件下进行发酵,发酵结束后得到渣状肥料,肥料中有机物含量为40%-60%,粒径为1.3-7.6mm。
  说明书
  一种市政污泥的无害化处理方法
  技术领域
  本发明属于资源环境保护技术领域,具体涉及一种市政污泥的无害化处理方法。
  背景技术
  随着人口数量的不断增加,生活垃圾及粪便的产生量越来越大,这些生活垃圾和粪便通常会经过处理得到一部分肥料,剩余的无法得到利用的废料被称为市政污泥,未经过处理进行堆放或填埋,不仅占用大量的土地,在自然条件下,经雨水淋溶和渗滤会对土壤、地下水、地表水体及农作物造成二次污染,污泥中的重金属进入水体和土壤后难以被生物降解,并可通过生物链富集,危害人体健康,目前存在的污泥处理的方法主要是针对工业废料进行的处理,处理过程中会添加其他化合物对废料中的有害物质进行反应,不适用于市政污泥的处理中,因此,怎样对市政污泥进行无害化处理成为该领域的一个主要研究课题。
  发明内容
  本发明克服了现有技术中存在的不足,提供了一种市政污泥的无害化处理方法。
  本发明的具体技术方案是:
  一种市政污泥的无害化处理方法,关键点是,所述的处理方法包括以下步骤:
  A、热解
  将市政污泥置于180-210℃的高温无氧环境中,保持时间在5-20min,得到热解料;
  B、重金属螯合及分离
  在热解料中加入水溶性重金属螯合剂,再通过挤压进行脱水处理,得到固相污泥和重金属污水,固相污泥的含水量不高于60%,固相污泥中的重金属含量如下:砷及其化合物(以AS计)的质量分数≤0.006‰,镉及其化合物(以Cd计)的质量分数≤0.001‰,铅及其化合物(以pb计)的质量分数≤0.015‰,铬及其化合物(以Cr计)的质量分数≤0.06‰,汞及其化合物(以Hg计)的质量分数≤0.0006‰;
  C、资源回收
  将重金属污水通过膜分离方法分离得到重金属,固相污泥经堆肥发酵形成有机肥。
  所述的步骤A中,将市政污泥置于190℃高温无空气无氧环境中,保持时间为15min。
  所述的步骤B中,脱水后固相污泥的含水量为55%。
  所述的步骤B中,金属螯合剂选用乙二胺四乙酸钠。
  所述的步骤C中,所述的膜分离方法为反渗透、超滤或者微滤。
  所述的固相污泥堆肥发酵为好氧发酵,在空气湿度55%-60%、pH值为7.6-8.7、碳氮比为(20-35):1、通风量为1.5-2.0m3/(min·t)条件下进行发酵,发酵结束后得到渣状肥料,肥料中有机物含量为40%-60%,粒径为1.3-7.6mm。
  本发明的有益效果是:本发明中的方法将市政污泥经过热解,使得其中的聚丙烯酰胺被分解为无害小分子有机物和无机物,寄生虫和病原体等有害生物被杀灭,重金属螯合分离及机械挤压脱水步骤中,重金属随水相被分离脱除,水相经膜分离技术得到重金属用于循环利用,同时固相污泥中因富含碳源、氮源、磷素等微生物生长必需养分,经堆肥发酵形成有机肥,用于农作物生产、园艺和林业种植方面,本方法在去除有害物质的过程不产生其他有毒有害物质,并能够回收得到重金属和有机肥料资源,真正实现无害化、资源化处理。
  具体实施方式
  本发明涉及一种市政污泥的无害化处理方法,该方法用于生活垃圾及粪便经过处理后剩余的市政污泥中,将该市政污泥中的可挥发有害化合物进行高温消除,有害病菌也随之被消灭,并回收得到重金属和有机肥,实现无害化、资源化。
  具体实施例,市政污泥的无害化处理方法具体包括以下步骤:
  A、热解
  将市政污泥置于190℃的高温无氧环境中,保持15min,市政污泥中常见的有毒害的有机物快速分解为无毒害的小分子有机物乃至无机物,例如聚丙烯酰胺,此过程中可同时杀灭污泥中大量的寄生虫、病原体等有害生物,热解完毕后得到热解料;
  B、重金属螯合及分离
  在热解料中加入水溶性重金属螯合剂乙二胺四乙酸钠,使液态有机物中的重金属与之良好结合,再通过挤压进行脱水处理,重金属随水相被脱离,得到固相污泥和重金属污水,检测固相污泥中的含水量和重金属含量,固相污泥的含水量不高于60%,固相污泥中的主要重金属含量如下:砷及其化合物(以AS计)的质量分数≤0.006‰,镉及其化合物(以Cd计)的质量分数≤0.001‰,铅及其化合物(以pb计)的质量分数≤0.015‰,铬及其化合物(以Cr计)的质量分数≤0.06‰,汞及其化合物(以Hg计)的质量分数≤0.0006‰,以上重金属含量符合国家对于肥料中重金属含量的要求,为固相污泥回收得到有机肥料奠定基础。
  C、资源回收
  市政污泥经热解、螯合处理及挤压脱水后,其中的聚丙烯酰胺、病原生物体等得到有效去除,将重金属污水通过反渗透膜分离方法分离得到重金属,重金属可以得到循环利用,经机械挤压脱水使固相污泥含水率由原来85%左右降至55%,将固相污泥进行堆肥发酵形成有机肥,堆肥发酵为好氧发酵,在空气湿度58%、pH值为8.0、碳氮比为30:1、通风量为1.8m3/(min·t)条件下进行发酵,发酵结束后得到渣状肥料,肥料中有机物含量为50%,粒径在4.5mm左右,该有机肥中富含碳、氮、磷等微生物生长必需养分。
  本发明通过热解将有毒害的有机物分解为无毒害的无机物或有机物,并且在高温中将病原生物体杀灭,重金属螯合后随水相脱离,既能够实现重金属与固相污泥的分离,又为重金属的回收利用提供了条件,由于固相污泥中重金属含量符合国家标准,又富含碳源、氮源、磷素等养分,为进一步堆肥生成有机肥创造了条件,该方法既实现了污泥的无害化,又能够将污泥中的有用资源进行回收利用,契合了当前适应环境资源承载能力的发展道路。
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