污泥重金屬萃取劑的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污泥重金屬萃取劑，由以下組份組成，聚合氯化鋁8～15%，聚丙烯酰胺0.3～0.6%，乙二胺四乙酸1.8～2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0～2.0%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為100%。本發(fā)明還公開了污泥重金屬萃取劑的制備方法，將上述幾種原料組分進(jìn)行溶解，制成3種溶液后再將他們混合，溶液配制過程及混合過程均在一定的溫度和攪拌速度下進(jìn)行。本發(fā)明還公開了一種利用上述的污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理的方法，先將污泥進(jìn)行預(yù)縮處理，然后加入污泥重金屬萃取劑，經(jīng)過調(diào)質(zhì)并在調(diào)質(zhì)池中反應(yīng)一段時間后進(jìn)行深度脫水，即得到經(jīng)過重金屬萃取后的污泥。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行污泥重金屬去除及脫水處理時存在的處理周期長，運(yùn)行成本高，重金屬去除效果不佳的問題。
【專利說明】污泥重金屬萃取劑的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處理處置與資源化應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種污泥重金屬萃取劑，本發(fā)明還涉及上述污泥重金屬萃取劑的制備方法，以及應(yīng)用上述污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]污泥，是城鎮(zhèn)污水處理廠在處理污水過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，一般是一沉池污泥和剩余活性污泥形成的固態(tài)沉淀物。污泥含水率在99%左右，通常先在重力濃縮池進(jìn)行污泥濃縮后，再進(jìn)入后續(xù)處理單元，進(jìn)行深度脫水處理，一般會使含水率降低至80%左右。
[0003]污泥成分復(fù)雜，是由多種微生物形成的菌膠團(tuán)與其吸附的有機(jī)物和無機(jī)物組成的集合體，其中所含有的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)元素的量不亞于畜禽糞便等農(nóng)家肥，是一類很好的有機(jī)肥料基質(zhì)。這也是污泥能夠資源化，用于發(fā)酵堆肥，制備各類有機(jī)肥或土壤改良劑的原因所在。
[0004]但是除了養(yǎng)分之外，不同來源的污泥中往往還會含有一些有害物質(zhì)，如多種重金屬、有機(jī)污染物、病原微生物和寄生蟲卵等。尤其是其中的重金屬，難于去除，具有多源性、隱蔽性、污染后果嚴(yán)重等特點(diǎn)，因而成為國際環(huán)境研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一。這也嚴(yán)重地制約了污泥在農(nóng)林業(yè)領(lǐng)域的土地利用，使得一種最重要的污泥資源化途徑無法順利開展。
[0005]如果能夠找 到一種簡潔、高效的去除污泥中重金屬的制劑或者方法，使得排放污泥重金屬的含量達(dá)標(biāo)，將會極大地促進(jìn)污泥土地利用，實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用。
[0006]目前常用的重金屬去除方法包括生物淋濾、植物修復(fù)等，存在處理周期長，運(yùn)行成本高，去除效果不佳，占地面積大，長期處理的容納能力有限，不適合于每天數(shù)十萬噸規(guī)模的大中型污水廠污泥的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種污泥重金屬萃取劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行污泥重金屬去除及脫水處理時存在的處理周期長，運(yùn)行成本高，重金屬去除效果不佳的問題。
[0008]本發(fā)明的另一目的是提供上述污泥重金屬萃取劑的制備方法。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供應(yīng)用上述污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理的方法。
[0010]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，污泥重金屬萃取劑，由以下組份組成:聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺簡稱，乙二胺四乙酸，十二烷基磺酸鈉，氫氧化鈉及溶劑蒸餾水；其中所述的各組份含量如下:聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~2.0%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為100%。
[0011]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，制備上述污泥重金屬萃取劑的方法，具體按照以下步驟進(jìn)行:
[0012]步驟I，按照以下配方稱取原料，聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~2.0%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為 100% ；
[0013] 步驟2，將步驟I稱取的4中固體原料用蒸餾水分別溶解，分別制備聚合氯化鋁溶液、乙二胺四乙酸溶液以及聚丙烯酰胺和十二烷基磺酸鈉的混合溶液三種溶液。配制過程均以80~100轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌，進(jìn)行加熱，控制溶液溫度在25~30°C之間，直到溶液中沒有明顯的沉淀；
[0014]步驟3，將步驟2中配制的3種溶液進(jìn)行混合，混合過程以80~100轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，適當(dāng)加熱，控制溶液溫度在25~30°C之間；
[0015]步驟4，用NaOH溶液將步驟3配制的溶液的pH調(diào)節(jié)至9~10，即得到污泥重金屬萃取劑。
[0016]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，應(yīng)用上述的污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理的方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0017]步驟1，將污泥進(jìn)行預(yù)縮處理，使污泥的含水率將至97%以下，得到濃縮污泥；
[0018]步驟2，在步驟I中得到的濃縮污泥中加入污泥重金屬萃取劑，按照每100噸濃縮污泥添加0.7~0.9噸污泥重金屬萃取劑的比例進(jìn)行添加；
[0019]步驟3，調(diào)質(zhì)，即將步驟2中的濃縮污泥和污泥重金屬萃取劑進(jìn)行充分混合。調(diào)質(zhì)過程污泥溫度可在10~35°C之間，勻速攪拌均勻即可；
[0020]步驟4，將步驟3中調(diào)質(zhì)后的混合物在調(diào)質(zhì)池中停留反應(yīng)30~40分鐘；
[0021]步驟5，將步驟4反應(yīng)后的混合物經(jīng)板框壓濾機(jī)進(jìn)行深度脫水，使其含水率將至55%~60%，即得到經(jīng)過重金屬萃取的污泥。
[0022]本發(fā)明的有益效果是，解決了現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行污泥重金屬去除及脫水處理時存在的處理周期長，運(yùn)行成本高，重金屬去除效果不佳的問題，采用本發(fā)明制備的污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理后，能使得城市污水處理廠污泥中的重金屬元素含量大大降低，并且滿足污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)對重金屬含量的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]本發(fā)明的污泥重金屬萃取劑，由以下組份組成，聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺簡稱，乙二胺四乙酸，十二烷基磺酸鈉，氫氧化鈉及溶劑蒸餾水。其中各組份含量如下:聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~2.0%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為100%。
[0025]本發(fā)明的污泥重金屬萃取劑的制備方法，具體按照以下步驟進(jìn)行:
[0026]步驟1，按照比例稱取原料，其中各原料與蒸餾水溶解溶質(zhì)的比例為聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~2.0%，其余為蒸餾水。
[0027]步驟2，將步驟I稱取的4中固體原料用蒸餾水分別溶解，分別制備聚合氯化鋁(PAC)溶液、乙二胺四乙酸(EDTA)溶液以及聚丙烯酰胺和十二烷基磺酸鈉的混合溶液(PAM+SDS)三種溶液；配制過程均以80~100轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌，進(jìn)行加熱，控制溶液溫度在25~30°C之間，直到溶液中沒有明顯的沉淀。
[0028]步驟3，將步驟2中配制的3種溶液進(jìn)行混合?；旌线^程以80~100轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，適當(dāng)加熱，控制溶液溫度在25~30°C之間。
[0029]步驟4，用NaOH溶液將步驟3配制的溶液的pH調(diào)節(jié)至9~10，即得到污泥重金屬萃取劑。
[0030]本發(fā)明的應(yīng)用污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理的方法，
[0031]所使用的污泥重金屬萃取劑，由以下組份組成，聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺簡稱，乙二胺四乙酸，十二烷基磺酸鈉，氫氧化鈉，及溶劑蒸餾水。其中各組份含量如下:聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~
2.0%，其余為溶劑蒸餾 水，以上各組分總量為100%。
[0032]具體按照以下步驟實(shí)施:
[0033]步驟1，將污泥進(jìn)行預(yù)縮處理，使污泥的含水率將至97%以下，得到濃縮污泥；
[0034]步驟2，在步驟I中得到的濃縮污泥中加入污泥重金屬萃取劑，按照每100噸濃縮污泥添加0.7~0.9噸污泥重金屬萃取劑的比例進(jìn)行添加。
[0035]步驟3，調(diào)質(zhì)，即將步驟2中的濃縮污泥和污泥重金屬萃取劑進(jìn)行充分混合。調(diào)質(zhì)過程污泥溫度可在10~35°C之間，勻速攪拌均勻即可。
[0036]步驟4，將步驟3中調(diào)質(zhì)后的混合物在調(diào)質(zhì)池中停留反應(yīng)30~40分鐘。
[0037]步驟5，將步驟4反應(yīng)后的混合物經(jīng)板框壓濾機(jī)進(jìn)行深度脫水，使其含水率將至55%~60%，即得到經(jīng)過重金屬萃取的污泥。
[0038]本發(fā)明中使用到的原料，均可以通過市售獲得，具體包括:
[0039]聚合氯化鋁，簡稱PAC，分子式為AlCl3。
[0040]聚丙烯酰胺，簡稱PAM，分子式為(C3H5NO) η。
[0041]乙二胺四乙酸，簡稱EDTA，分子式為C1QH16N208。
[0042]十二烷基磺酸鈉，簡稱SDS，分子式為NaC12H25S04。
[0043]氫氧化鈉，俗稱火堿，分子式為NaOH。
[0044]實(shí)施例1
[0045]按照如下比例稱取原料:聚合氯化鋁8%，聚丙烯酰胺0.6%，乙二胺四乙酸2.4%，十二烷基磺酸鈉1.5%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為100%。分別制備PAC、EDTA和PAM+SDS三種溶液。配制過程均以80轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌，進(jìn)行加熱，控制溶液溫度在25°C，直到溶液中沒有明顯的沉淀，將配制好的3種溶液進(jìn)行混合?；旌线^程以95轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，適當(dāng)加熱，控制溶液溫度在28°C。用NaOH溶液將步驟3配制的溶液的PH調(diào)節(jié)至10即得到污泥重金屬萃取劑。
[0046]利用制備的污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理，首先將污泥進(jìn)行預(yù)濃縮處理，使污泥的含水率降至97%以下，在得到的濃縮污泥中加入污泥重金屬萃取劑，按照每100噸濃縮污泥添加0.7噸污泥重金屬萃取劑的比例進(jìn)行添加，然后將濃縮污泥和污泥重金屬萃取劑進(jìn)行充分混合。調(diào)質(zhì)過程污泥溫度可在20°C，勻速攪拌均勻后將調(diào)質(zhì)后的混合物在調(diào)質(zhì)池中停留反應(yīng)30分鐘。最后將反應(yīng)后的混合物經(jīng)板框壓濾機(jī)進(jìn)行深度脫水，使其含水率降至60%,即得到經(jīng)過重金屬萃取的污泥。
[0047]對污水廠城市污泥采用實(shí)施方案I進(jìn)行脫水及重金屬萃取處理，污泥中重金屬含量的變化如表1所示。
[0048]表1污泥重金屬萃取效果I[0049](重金屬含量單位:mg/kg干污泥)
【權(quán)利要求】
1.污泥重金屬萃取劑，其特征在于，由以下組份組成，聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺簡稱，乙二胺四乙酸，十二烷基磺酸鈉，氫氧化鈉，及溶劑蒸餾水；其中所述的各組份含量如下--聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~2.0%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為100%。
2.制備如權(quán)利要求1所述的污泥重金屬萃取劑的方法，其特征在于，具體按照以下步驟進(jìn)行: 步驟I，按照以下配方稱取原料，聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~2.0%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為100% ； 步驟2，將步驟I稱取的4中固體原料用蒸餾水分別溶解，分別制備聚合氯化鋁溶液、乙二胺四乙酸溶液以及聚丙烯酰胺和十二烷基磺酸鈉的混合溶液三種溶液；配制過程均以80~100轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌，進(jìn)行加熱，控制溶液溫度在25~30°C之間，直到溶液中沒有明顯的沉淀； 步驟3，將步驟2中配制的3種溶液進(jìn)行混合，混合過程以80~100轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，適當(dāng)加熱，控制溶液溫度在25~30°C之間； 步驟4，用NaOH溶液將步驟3配制的溶液的pH調(diào)節(jié)至9~10，即得到污泥重金屬萃取劑。
3.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的污泥重金屬萃取劑進(jìn)行污泥處理的方法，其特征在于，所述的污泥重金屬萃取劑，由以下組份組成，聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺簡稱，乙二胺四乙酸，十二烷基磺酸鈉，氫氧化鈉，及溶劑蒸餾水。其中各組份含量如下:聚合氯化鋁8~15%，聚丙烯酰胺0.3~0.6%，乙二胺四乙酸1.8~2.4%，十二烷基磺酸鈉1.0~2.0%，其余為溶劑蒸餾水，以上各組分總量為100% ； 具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1，將污泥進(jìn)行預(yù)縮處理，使污泥的含水率將至97%以下，得到濃縮污泥； 步驟2，在步驟I中得到的濃縮污泥中加入污泥重金屬萃取劑，按照每100噸濃縮污泥添加0.7~0.9噸污泥重金屬萃取劑的比例進(jìn)行添加； 步驟3，調(diào)質(zhì)，即將步驟2中的濃縮污泥和污泥重金屬萃取劑進(jìn)行充分混合，調(diào)質(zhì)過程污泥溫度可在10~35°C之間，勻速攪拌均勻即可； 步驟4，將步驟3中調(diào)質(zhì)后的混合物在調(diào)質(zhì)池中停留反應(yīng)30~40分鐘； 步驟5，將步驟4反應(yīng)后的混合物 經(jīng)板框壓濾機(jī)進(jìn)行深度脫水，使其含水率將至55%~60%,即得到經(jīng)過重金屬萃取的污泥。
【文檔編號】C02F11/00GK103922551SQ201310703822
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】孫先鋒, 金鵬康 申請人:西安工程大學(xué), 西安建筑科技大學(xué)