申請(qǐng)日2015.07.31
公開(公告)日2015.10.21
IPC分類號(hào)C02F101/20; C02F11/00
摘要
本發(fā)明公開了一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征在于，具體包括如下步驟：取含有重金屬的干污泥，分別采用0.1mol/L EDTA、檸檬酸、酒石酸和EDTA鐵鈉為修復(fù)劑，超聲波振蕩7h，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2-4后，置于以石墨為電極的電化學(xué)裝置，控制電壓為3.5V，極板間距為14cm，電化學(xué)處理12h，取樣烘干消煮，檢測(cè)污泥中剩余重金屬含量。采用本發(fā)明耗電低，電解時(shí)間短，節(jié)省時(shí)間，在較寬pH范圍內(nèi)，剩余污泥中重金屬均小于限值，電極電壓穩(wěn)定，性能可靠，對(duì)污泥中重金屬的去除率能達(dá)到90%以上，重金屬富集在陰極處，易處理，不產(chǎn)生二次污染，且不產(chǎn)生任何有害因素，處理后的污泥符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，可作肥料。
權(quán)利要求書
1.一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征在于，具體包括如下 步驟：
取含有重金屬的干污泥，分別采用0.1mol/L EDTA、檸檬酸、酒石酸和EDTA 鐵鈉為修復(fù)劑，超聲波振蕩7h，在室溫下進(jìn)行，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2-4，置 于以石墨為電極的電化學(xué)裝置，控制電壓為3.5V，極板間距為14cm，電化學(xué) 處理10h-12h，取樣烘干消煮，檢測(cè)污泥中剩余重金屬含量。
2.一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)處理裝置，其特征在于，包括若干 個(gè)電解槽和石墨電極，所述電解槽是由若干塊有機(jī)玻璃依次連接而成的中空長(zhǎng) 方體結(jié)構(gòu)，每個(gè)電解槽長(zhǎng)18cm，寬4cm，電解槽上面覆蓋一層有孔的有機(jī)玻 璃板，將石墨棒插入孔中固定在兩極，石墨電極和電解槽極板的間距設(shè)置為14 cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征 在于，所述干污泥質(zhì)量：修復(fù)劑的質(zhì)量體積比為1:6g/ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征 在于，所述修復(fù)劑中的乙二胺四乙酸鐵鈉可替換為乙二胺四乙酸二鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征 在于，所述修復(fù)劑中的EDTA可替換為在同等摩爾濃度條件下EDTA和酒石酸 按照體積比為1:1組成的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征 在于，所述修復(fù)劑中的檸檬酸可替換為在同等摩爾濃度條件下EDTA和酒石酸 按照體積比為1:1組成的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征 在于，處理后的污泥可作肥料。
說明書
一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于去除剩余污泥中重金屬 的電化學(xué)方法。
背景技術(shù)
城市污泥是指廢水處理廠處理城市生活廢水過程中產(chǎn)生的固體廢物，是市 政污水處理廠的經(jīng)常性產(chǎn)物。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展，進(jìn)入市政污水處理廠處 理的污水越來越多，污泥產(chǎn)量也會(huì)日益增多。
污水污泥含有豐富的有機(jī)質(zhì)和植物可利用的氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素， 其養(yǎng)分含量甚至高于普通農(nóng)家?guī)�，作為有機(jī)肥利用，具有改良土壤結(jié)構(gòu)、增 加土壤肥力、促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
若是將如此量多的污泥進(jìn)行填埋、焚燒或倒海處置，一方面會(huì)造成占用土 地、污染環(huán)境等問題，另一方面也會(huì)導(dǎo)致寶貴資源的浪費(fèi)。因此對(duì)市政生活污 水處理廠剩余污泥進(jìn)行農(nóng)業(yè)資源化利用是一種極具經(jīng)濟(jì)誘惑力且節(jié)能環(huán)保的污 泥綜合處置途徑。
在污水處理廠活性污泥法處理污水過程中，污水中的重金屬元素通過細(xì)菌 的吸收作用、細(xì)菌和礦物顆粒表面的吸附作用、以及同一些無機(jī)鹽(如磷酸鹽、 硫酸鹽等)的共沉淀作用等多種途徑被固定下來，進(jìn)入產(chǎn)出的污泥之中(約占廢 水中重金屬總量的50%～80%)，這種含重金屬的污泥在進(jìn)行土地處理或農(nóng)業(yè)利 用時(shí)容易對(duì)土壤、地下水和動(dòng)植物造成二次污染，具有潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
重金屬含量問題是制約目前城市污泥土地利用的最大障礙。目前對(duì)城市污 泥中重金屬的去除技術(shù)主要包括生物淋濾、植物萃取、離子交換、物理化學(xué)吸 附和化學(xué)分離等，現(xiàn)有的處理技術(shù)中存在一些缺點(diǎn)，如穩(wěn)定化技術(shù)的治標(biāo)不治 本，化學(xué)處理方法的耗酸量大、處理成本大、降低污泥的肥料價(jià)值，生物去除 技術(shù)的細(xì)菌的生存限制、硫酸鹽污染等。在污水處理廠活性污泥法處理污水過 程中，污水中的重金屬元素通過細(xì)菌的吸收作用、細(xì)菌和礦物顆粒表面的吸附 作用、以及同一些無機(jī)鹽(如磷酸鹽、硫酸鹽等)的共沉淀作用等多種途徑被固 定下來，進(jìn)入產(chǎn)出的污泥之中(約占廢水中重金屬總量的50%～80%)，這種含 重金屬的污泥在進(jìn)行土地處理或農(nóng)業(yè)利用時(shí)容易對(duì)土壤、地下水和動(dòng)植物造成 二次污染，具有潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。因此，去除或降低城市污泥中重金屬的含量成 為城市污泥資源化中亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于去除剩余污 泥中重金屬的電化學(xué)方法，利用電化學(xué)實(shí)現(xiàn)去除剩余污泥中重金屬元素的目的。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)方法，其特征在于，具體包括如 下步驟：
取含有重金屬的干污泥，分別采用0.1mol/L EDTA、檸檬酸、酒石酸和EDTA 鐵鈉為修復(fù)劑，超聲波振蕩7h，在室溫下進(jìn)行，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2-4，置 于以石墨為電極的電化學(xué)裝置，控制電壓為3.5V，極板間距為14cm，電化學(xué) 處理10h-12h，取樣烘干消煮，檢測(cè)污泥中剩余重金屬含量。
一種用于去除剩余污泥中重金屬的電化學(xué)處理裝置，其特征在于，包括若 干個(gè)電解槽和石墨電極，所述電解槽是由若干塊有機(jī)玻璃依次連接而成的中空 長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，每個(gè)電解槽長(zhǎng)18cm，寬4cm，電解槽上面覆蓋一層有孔的有機(jī) 玻璃板，將石墨棒插入孔中固定在兩極，石墨電極和電解槽極板的間距設(shè)置為 14cm。
進(jìn)一步的，所述干污泥質(zhì)量：修復(fù)劑的質(zhì)量體積比為1:6g/ml。
進(jìn)一步的，所述修復(fù)劑中的乙二胺四乙酸鐵鈉可替換為乙二胺四乙酸二鈉。
進(jìn)一步的，所述修復(fù)劑中的EDTA可替換為在同等摩爾濃度條件下EDTA 和酒石酸按照體積比為1:1組成的混合物。
進(jìn)一步的，所述修復(fù)劑中的檸檬酸可替換為在同等摩爾濃度條件下EDTA 和酒石酸按照體積比為1:1組成的混合物。
進(jìn)一步的，處理后的污泥可作肥料本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明采用電動(dòng)技術(shù)具有去除效率高、處理時(shí)間短、二次污染風(fēng)險(xiǎn)小等 優(yōu)點(diǎn)，作為一種新興的高效原位綠色修復(fù)技術(shù)，電動(dòng)力學(xué)技術(shù)不僅能有效去除 污泥中的重金屬，而且不破壞污泥的肥料成分，又沒有向污泥中加人不友好的 物質(zhì)，對(duì)污泥中重金屬的去除率能達(dá)到90%以上，且不產(chǎn)生任何有害因素，處 理后的污泥符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，可作肥料。
2、采用本發(fā)明的電極電壓穩(wěn)定，性能可靠，重金屬去除能得到理想的處理 效果。
3、采用本發(fā)明耗電低，電解時(shí)間短，節(jié)省時(shí)間，在較寬pH范圍(2～4) 內(nèi)，剩余污泥中重金屬去除率范圍在41%～90%，剩余污泥中重金屬均小于限值， 符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。
4、采用本發(fā)明去除效果好，所添加的修復(fù)劑EDTA、檸檬酸、酒石酸和 EDTA鐵鈉對(duì)四種重金屬的去除率分別達(dá)到58%、61%、60%和58%以上，剩 余污泥中重金屬含量均在限值以內(nèi);EDTA可替換為在同等摩爾濃度條件下 EDTA和酒石酸按照體積比為1:1組成的混合物，對(duì)四種重金屬的去除率達(dá)到 65%以上;檸檬酸可替換為在同等摩爾濃度條件下檸檬酸和酒石酸按照體積比 為1:1組成的混合物，對(duì)四種重金屬的去除率達(dá)到68%以上。
5、采用本發(fā)明重金屬富集在陰極處，易處理，不產(chǎn)生二次污染。
6、本發(fā)明采用特制的電化學(xué)處理裝置，由于極板的間距設(shè)置為14cm，相 對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，其設(shè)置值較小，大大降低了現(xiàn)有技術(shù)中的電解時(shí)間，從原來的幾 天縮減到一天，節(jié)省了電解時(shí)間，提高了電解效率。
