申請(qǐng)日2016.05.09

　　公開(公告)日2016.09.07

　　IPC分類號(hào)C02F11/00; C02F11/02; C02F11/10; C02F11/12; C02F11/14; C05F5/00; C05F17/00; C22B7/00; C02F101/20; C02F101/38

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種市政污泥的無害化處理方法，屬于資源環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，該處理方法將市政污泥經(jīng)過熱解、重金屬螯合及分離、資源回收等步驟，市政污泥中的病原體和有毒有機(jī)物被消除，重金屬隨水相被分離后，經(jīng)過膜分離方法回收得到重金屬，固相污泥經(jīng)過發(fā)酵堆肥后得到有機(jī)肥，該方法不僅能夠消除有害物質(zhì)，而且還能夠?qū)⑽勰嘀械氖Ｓ辔镔|(zhì)進(jìn)行資源化回收利用，相比于現(xiàn)有的直接堆放，對(duì)環(huán)境基本沒有影響，有利于土壤、水土環(huán)境的清潔保持，真正實(shí)現(xiàn)了市政污泥的無害化、資源化處理。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種市政污泥的無害化處理方法，其特征在于，所述的處理方法包括以下步驟：

　　A、熱解

　　將市政污泥置于180-210℃的高溫?zé)o氧環(huán)境中，保持時(shí)間在5-20min，得到熱解料;

　　B、重金屬螯合及分離

　　在熱解料中加入水溶性重金屬螯合劑，再通過擠壓進(jìn)行脫水處理，得到固相污泥和重金屬污水，固相污泥的含水量不高于60%，固相污泥中的重金屬含量如下：砷及其化合物(以AS計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.006‰，鎘及其化合物(以Cd計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.001‰，鉛及其化合物(以pb計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.015‰，鉻及其化合物(以Cr計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.06‰，汞及其化合物(以Hg計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0006‰;

　　C、資源回收

　　將重金屬污水通過膜分離方法分離得到重金屬，固相污泥經(jīng)堆肥發(fā)酵形成有機(jī)肥。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種市政污泥的無害化處理方法，其特征在于：所述的步驟A中，將市政污泥置于190℃高溫?zé)o空氣無氧環(huán)境中，保持時(shí)間為15min。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種市政污泥的無害化處理方法，其特征在于：所述的步驟B中，脫水后固相污泥的含水量為55%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種市政污泥的無害化處理方法，其特征在于：所述的步驟B中，金屬螯合劑選用乙二胺四乙酸鈉。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種市政污泥的無害化處理方法，其特征在于：所述的步驟C中，所述的膜分離方法為反滲透、超濾或者微濾。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種市政污泥的無害化處理方法，其特征在于：所述的固相污泥堆肥發(fā)酵為好氧發(fā)酵，在空氣濕度55%-60%、pH值為7.6-8.7、碳氮比為(20-35):1、通風(fēng)量為1.5-2.0m3/(min·t)條件下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后得到渣狀肥料，肥料中有機(jī)物含量為40%-60%，粒徑為1.3-7.6mm。

　　說明書

　　一種市政污泥的無害化處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于資源環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種市政污泥的無害化處理方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著人口數(shù)量的不斷增加，生活垃圾及糞便的產(chǎn)生量越來越大，這些生活垃圾和糞便通常會(huì)經(jīng)過處理得到一部分肥料，剩余的無法得到利用的廢料被稱為市政污泥，未經(jīng)過處理進(jìn)行堆放或填埋，不僅占用大量的土地，在自然條件下，經(jīng)雨水淋溶和滲濾會(huì)對(duì)土壤、地下水、地表水體及農(nóng)作物造成二次污染，污泥中的重金屬進(jìn)入水體和土壤后難以被生物降解，并可通過生物鏈富集，危害人體健康，目前存在的污泥處理的方法主要是針對(duì)工業(yè)廢料進(jìn)行的處理，處理過程中會(huì)添加其他化合物對(duì)廢料中的有害物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，不適用于市政污泥的處理中，因此，怎樣對(duì)市政污泥進(jìn)行無害化處理成為該領(lǐng)域的一個(gè)主要研究課題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種市政污泥的無害化處理方法。

　　本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

　　一種市政污泥的無害化處理方法，關(guān)鍵點(diǎn)是，所述的處理方法包括以下步驟：

　　A、熱解

　　將市政污泥置于180-210℃的高溫?zé)o氧環(huán)境中，保持時(shí)間在5-20min，得到熱解料;

　　B、重金屬螯合及分離

　　在熱解料中加入水溶性重金屬螯合劑，再通過擠壓進(jìn)行脫水處理，得到固相污泥和重金屬污水，固相污泥的含水量不高于60%，固相污泥中的重金屬含量如下：砷及其化合物(以AS計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.006‰，鎘及其化合物(以Cd計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.001‰，鉛及其化合物(以pb計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.015‰，鉻及其化合物(以Cr計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.06‰，汞及其化合物(以Hg計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0006‰;

　　C、資源回收

　　將重金屬污水通過膜分離方法分離得到重金屬，固相污泥經(jīng)堆肥發(fā)酵形成有機(jī)肥。

　　所述的步驟A中，將市政污泥置于190℃高溫?zé)o空氣無氧環(huán)境中，保持時(shí)間為15min。

　　所述的步驟B中，脫水后固相污泥的含水量為55%。

　　所述的步驟B中，金屬螯合劑選用乙二胺四乙酸鈉。

　　所述的步驟C中，所述的膜分離方法為反滲透、超濾或者微濾。

　　所述的固相污泥堆肥發(fā)酵為好氧發(fā)酵，在空氣濕度55%-60%、pH值為7.6-8.7、碳氮比為(20-35):1、通風(fēng)量為1.5-2.0m3/(min·t)條件下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后得到渣狀肥料，肥料中有機(jī)物含量為40%-60%，粒徑為1.3-7.6mm。

　　本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中的方法將市政污泥經(jīng)過熱解，使得其中的聚丙烯酰胺被分解為無害小分子有機(jī)物和無機(jī)物，寄生蟲和病原體等有害生物被殺滅，重金屬螯合分離及機(jī)械擠壓脫水步驟中，重金屬隨水相被分離脫除，水相經(jīng)膜分離技術(shù)得到重金屬用于循環(huán)利用，同時(shí)固相污泥中因富含碳源、氮源、磷素等微生物生長(zhǎng)必需養(yǎng)分，經(jīng)堆肥發(fā)酵形成有機(jī)肥，用于農(nóng)作物生產(chǎn)、園藝和林業(yè)種植方面，本方法在去除有害物質(zhì)的過程不產(chǎn)生其他有毒有害物質(zhì)，并能夠回收得到重金屬和有機(jī)肥料資源，真正實(shí)現(xiàn)無害化、資源化處理。

　　具體實(shí)施方式

　　本發(fā)明涉及一種市政污泥的無害化處理方法，該方法用于生活垃圾及糞便經(jīng)過處理后剩余的市政污泥中，將該市政污泥中的可揮發(fā)有害化合物進(jìn)行高溫消除，有害病菌也隨之被消滅，并回收得到重金屬和有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)無害化、資源化。

　　具體實(shí)施例，市政污泥的無害化處理方法具體包括以下步驟：

　　A、熱解

　　將市政污泥置于190℃的高溫?zé)o氧環(huán)境中，保持15min，市政污泥中常見的有毒害的有機(jī)物快速分解為無毒害的小分子有機(jī)物乃至無機(jī)物，例如聚丙烯酰胺，此過程中可同時(shí)殺滅污泥中大量的寄生蟲、病原體等有害生物，熱解完畢后得到熱解料;

　　B、重金屬螯合及分離

　　在熱解料中加入水溶性重金屬螯合劑乙二胺四乙酸鈉，使液態(tài)有機(jī)物中的重金屬與之良好結(jié)合，再通過擠壓進(jìn)行脫水處理，重金屬隨水相被脫離，得到固相污泥和重金屬污水，檢測(cè)固相污泥中的含水量和重金屬含量，固相污泥的含水量不高于60%，固相污泥中的主要重金屬含量如下：砷及其化合物(以AS計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.006‰，鎘及其化合物(以Cd計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.001‰，鉛及其化合物(以pb計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.015‰，鉻及其化合物(以Cr計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.06‰，汞及其化合物(以Hg計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0006‰，以上重金屬含量符合國家對(duì)于肥料中重金屬含量的要求，為固相污泥回收得到有機(jī)肥料奠定基礎(chǔ)。

　　C、資源回收

　　市政污泥經(jīng)熱解、螯合處理及擠壓脫水后，其中的聚丙烯酰胺、病原生物體等得到有效去除，將重金屬污水通過反滲透膜分離方法分離得到重金屬，重金屬可以得到循環(huán)利用，經(jīng)機(jī)械擠壓脫水使固相污泥含水率由原來85%左右降至55%，將固相污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵形成有機(jī)肥，堆肥發(fā)酵為好氧發(fā)酵，在空氣濕度58%、pH值為8.0、碳氮比為30:1、通風(fēng)量為1.8m3/(min·t)條件下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后得到渣狀肥料，肥料中有機(jī)物含量為50%，粒徑在4.5mm左右，該有機(jī)肥中富含碳、氮、磷等微生物生長(zhǎng)必需養(yǎng)分。

　　本發(fā)明通過熱解將有毒害的有機(jī)物分解為無毒害的無機(jī)物或有機(jī)物，并且在高溫中將病原生物體殺滅，重金屬螯合后隨水相脫離，既能夠?qū)崿F(xiàn)重金屬與固相污泥的分離，又為重金屬的回收利用提供了條件，由于固相污泥中重金屬含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，又富含碳源、氮源、磷素等養(yǎng)分，為進(jìn)一步堆肥生成有機(jī)肥創(chuàng)造了條件，該方法既實(shí)現(xiàn)了污泥的無害化，又能夠?qū)⑽勰嘀械挠杏觅Y源進(jìn)行回收利用，契合了當(dāng)前適應(yīng)環(huán)境資源承載能力的發(fā)展道路。