一種城市污泥在去除砷中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，對城市污泥進行干餾處理，對城市污泥進行干餾處理的具體過程為：在缺氧的條件下，對城市污泥進行脫水，將脫水污泥進行干餾。城市污泥干餾制備的污泥炭同低濃度含砷廢水進行接觸，接觸時間為大于30min，去除廢水中的三價砷；在污泥炭與含砷廢水接觸時還需對低濃度含砷廢水的pH進行調(diào)節(jié)，將pH值調(diào)節(jié)為大于8.0。本發(fā)明處理得到的污泥炭本身的滲出毒性很低，有利于污泥本身的減量化，無害化；同時本發(fā)明提出城市污泥一種新的應(yīng)用，有效的對低濃度含砷廢水中的三價砷進行吸附去除，其去除率可以同人工合成的氧化鐵包裹氧化鋁媲美；并且，吸附后的砷穩(wěn)定不易析出。
【專利說明】—種城市污泥在去除砷中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護中城市污泥應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地，涉及一種城市污泥在去除廢水中砷的應(yīng)用，尤其是去除三價砷。

【背景技術(shù)】
[0002]砷是有毒的致癌物質(zhì)，如水體和土壤被砷污染，可以通過食物鏈進入人體，危害健康。因此，研究開發(fā)一種含砷廢水的處理技術(shù)，具有重大的社會，環(huán)境效益。
[0003]三價砷(主要是亞砷酸鹽)相對與五價砷(主要是砷酸鹽)，其毒性更強，移動性更好，因此，其處理難度更大。現(xiàn)在一般的砷處理技術(shù)都是先將三價砷氧化成五價砷，然后通過化學沉淀法或者吸附法去除。
[0004]但上述技術(shù)都存在如下缺陷:
氧化和沉淀都需要加入大量的化學試劑，并且產(chǎn)生大量的廢渣，存在二次污染。并且對于低濃度含砷廢水，處理效果不理想。
[0005]而吸附法，吸附劑制備成本高，且大部分需要先將三價砷氧化成五價。如河海大學馬旭紅的碩士學位論文:活性炭處理鉻砷廢水的基礎(chǔ)研究(2008)，采用活性炭來實現(xiàn)對三價砷的吸附，但其吸附容量不高。其中的活性炭是煤質(zhì)柱狀活性炭，是煤通過干餾后，然后活化制備的。其含碳量，比表面積較大，制備成本較高。因此，如何找到一種高效經(jīng)濟的去除含砷廢水中三價砷的方法是非常有必要的。
[0006]隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展城市化進程的加快，城鎮(zhèn)污水處理廠日益增多。與此同時，市政污泥量也在快速增加，其已經(jīng)成為環(huán)境問題的一個重大負擔，污泥的處理處置與資源化利用已經(jīng)成為一個亟需解決的難題。近年來，污泥碳化技術(shù)被認為是污泥穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化的一種有效處置方式，有著越來越明顯的優(yōu)勢。
[0007]污泥炭化技術(shù)是指在缺氧或少氧條件下，將城市污水廠的污泥通過熱裂解的方法制備而成的一種含碳量高、富有孔隙結(jié)構(gòu)的炭化物質(zhì)的過程。在污水處理過程中形成的污泥，本身的比表面積很高，有很多活性基團，因此在干餾過程中無需活化，就能對很多污染物有相當?shù)姆€(wěn)定效果。當前研究者對于污泥生物炭的研究主要集中在對重金屬(鎘、銅、鉛、鋅，鉻等)的吸附。對以陰離子形式存在的砷的吸附則未見報道。也未見有一種吸附劑能同時處理重金屬和亞砷酸離子的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，采用城市污泥制成污泥炭去除含砷廢水中的砷，是對城市污泥的一種新的應(yīng)用，其制成的污泥炭對砷的吸附去除能力較高。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，對城市污泥進行干餾處理，對城市污泥進行干餾處理的具體過程為:在缺氧的條件下，對城市污泥進行脫水，將脫水污泥進行干餾。
[0010]其中是通過通氮氣控制使干餾過程處在缺氧條件下的，在城市污水處理過程中形成的城市污泥，本身的比表面積很高，有很多活性基團，因此在干餾過程中無需活化，就能對很多污染物有相當?shù)姆€(wěn)定效果。
[0011]城市污泥干餾后其滲出毒性、重金屬離子(Pb、Cu、Zn、Cr、Cd)的濃度均低于ICP-OES的檢出限，即一般無法檢出，采用這種方式對城市污水進行處理，有利于污泥本身的減量化，無害化。
[0012]同時，城市污泥干餾后本身具有多孔結(jié)構(gòu)，并且含有較多的活性金屬氧化物，使得其在與含砷廢水接觸一定時間之后，能夠有效的去處廢水中的三價砷及五價砷，且使得吸附后的砷穩(wěn)定不易析出。
[0013]優(yōu)選的，上述干餾得到的城市污泥能更有效的去除低濃度含砷廢水中的三價砷。
[0014]具體地，對脫水污泥干餾得到污泥炭；將污泥炭同含三價砷的廢水進行接觸，去除廢水中的三價砷。
[0015]污泥炭本身具有多孔結(jié)構(gòu)，并且含有較多的活性金屬氧化物，使得其在與含砷廢水接觸一定時間之后，能夠有效的去處廢水中的三價砷，且使得吸附后的砷穩(wěn)定不易析出。
[0016]具體地，在污泥炭與含砷廢水接觸時還需對含砷廢水的pH進行調(diào)節(jié)；pH值大于
8.0。在進行去除廢水中含三價砷的過程中，調(diào)節(jié)廢水的pH值，特別是廢水屬于強堿時，其去除效果更好。
[0017]脫水污泥的干餾是在溫度為400~500 °(:的條件下，停留時間為廣2小時。即一般干餾溫度控制在400 °C時，停留時間控制在f 2小時，或者干餾溫度控制在500°C溫度下停留I小時。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
1.由于現(xiàn)在城市污水廠產(chǎn)生的污水污泥越來越多，本發(fā)明對城市污泥進行干餾處理，制備得到污泥炭，該方法使得處理后的污泥本身的滲出毒性很低，有利于城市污泥本身的減量化，無害化；
2.本發(fā)明制備的污泥炭，可以對低濃度含三價砷廢水中的三價砷進行吸附去除，其去除率可以同人工合成的氧化鐵的包裹氧化鋁媲美；并且，吸附后的砷穩(wěn)定不易析出。

【具體實施方式】
[0019]下面對本發(fā)明做進一步的描述，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
[0020]實施例1
對城市污泥進行干餾處理制備污泥炭
選擇了廣州浙窖污水處理廠濃縮脫水處理后的污泥為材料，將污泥進行自然風干，放置于管式爐中，先升溫到105°C，停留2小時去除污泥中的含水。后調(diào)節(jié)升溫速率至200C ^irT1,升到400°C后持續(xù)2 hr再使其自然冷卻。整個干餾全程都以5 m3/h的速度通氮氣作為厭氧環(huán)境的保護氣。制備的污泥炭的滲出毒性、重金屬離子(Pb、Cu、Zn、Cr和Cd)的濃度低于ICP- OES的檢出限而無法檢出。
[0021 ] 采用污泥炭吸附低濃度含砷廢水中的三價砷
某低濃度含砷廢水濃度為14.3 mg/L，主要是三價砷，五價砷的濃度只有0.8 mg/L。該廢水以0.37 cm/min的空床流速通過17 cm長的污泥炭柱，調(diào)節(jié)廢水pH使得出水為8.3，接觸45 min，97.7%的砷被去除，且出水濃度可達到廢水排放標準。污泥炭對砷的去除可能主要是通過與其表面富含的不定形態(tài)的活性鐵氧化物形成專屬吸附。
[0022]表1 污泥炭與其它吸附劑對低濃度含砷廢水的吸附容量比較

【權(quán)利要求】
1.一種城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，其特征在于，對城市污泥進行干餾處理，對城市污泥進行干餾處理的具體過程為:在缺氧的條件下，對城市污泥進行脫水，將脫水污泥進行干懼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，其特征在于，城市污泥用于去除低濃度含砷廢水中的三價砷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，其特征在于，對脫水污泥干餾得到污泥炭；將污泥炭同含砷的廢水進行接觸，去除廢水中的三價砷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，其特征在于，在污泥炭與含砷廢水接觸時還需對含砷廢水的PH進行調(diào)節(jié)；pH值大于8.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的城市污泥在去除砷中的應(yīng)用，其特征在于，污泥炭同含三價砷廢水的接觸時間為大于30 Hiin0
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市污泥在去除三價砷中的應(yīng)用，其特征在于，干餾是在溫度為400飛00°C的 條件下，停留時間為廣2小時。
【文檔編號】C02F11/12GK104163462SQ201410289954
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】章衛(wèi)華, 鄭娟, 鄭萍萍, 仇榮亮 申請人:中山大學