CN112194329B - 一种河湖污泥的无害化资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,涉及河湖污泥治理领域,包括以下步骤:确定河湖污泥的主要污染类型,将主要污染类型为重金属污染的河湖污泥转移放置到第一污泥储池,将主要污染类型为营养盐污染的河湖污泥转移放置到第二污泥储池;调配通用复合固化剂,调配pH改性优化剂,混合通用复合固化剂和pH改性优化剂,搅拌混合为pH中性复合固化剂;调配复合脱水剂;在第一污泥储池和(或)第二污泥储池中加入pH中性复合固化剂,加入复合脱水剂,进行搅拌反应,处理过的污泥再次加入复合脱水剂,进行机械脱水。可以对河湖污泥进行中性固化处理,使处理产物的pH接近中性,且使脱水后的尾水pH接近中性。
Description
技术领域
本发明属于河湖污泥治理领域,尤其涉及一种河湖污泥的无害化资源化处理方法。
背景技术
河湖污泥一般是指城镇生活污水和工业废水经过市政排水管收集排入污水处理厂处理所产生并排入河湖的固体悬浮物和固体沉积物,污泥中含有大量的废弃物,不经处理会造成严重的环境问题。随着我国城市化和工业化进程的加快,城市污水的处理量也随之大幅增加,随之而来的是污水处理过程中产生的污泥也大量增加。据统计全国的污泥产量已经超过4000万吨(含水率为97%左右),污泥处置压力越来越大。
河湖污泥主要污染类型包括营养盐(氮、磷)污染、重金属污染、有毒有害有机污染3种,其中营养盐污染和重金属污染较为普遍。现存污水处理厂多将各生物处理工艺段产生的剩余污泥集中处置,多采用传统处置方式,包括填埋、焚烧等。
然而,污泥填埋占用大量土地资源、污泥渗透液对地下水造成污染、填埋场产生的甲烷气体若不采取适当措施易产生污染大气的恶臭气体;将污泥直接进行焚烧产生大量有毒有害气体,污染大气,对人类健康造成威胁,重金属颗粒物在灰分中富集,影响后续灰分在农业或建筑材料制备方面的应用,焚烧过程热能转化为电能的热能损失较大,过程经济性差,过程投资大。
综合考虑使用填埋、焚烧等传统处置方式处理河湖污泥的弊端,结合国内、国外河湖污泥处理现状,对河湖污泥进行无害化、资源化处理已经成为河湖污泥治理的主要发展方向。河湖污泥固化是以提高河湖污泥土工强度为目标的一种处理技术,一般工艺是在脱水污泥中掺固化材料,使污泥、水、固化材料之间发生化学作用,使松软污泥变成具有一定工程强度的土材料。
然而,当前固化材料以碱性材料为主,会使河湖污泥处理后的产物不利于土地利用,且脱水后的尾水pH值偏高,需要在排放时增加一步调节步骤。
发明内容
针对上述缺陷,本发明提供一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,可以对河湖污泥进行中性固化处理,使处理产物的pH接近中性,且使脱水后的尾水pH接近中性。
一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,包括以下步骤:
S1:确定河湖污泥的主要污染类型,将主要污染类型为重金属污染的河湖污泥转移放置到第一污泥储池,将主要污染类型为营养盐污染的河湖污泥转移放置到第二污泥储池;
S2:调配通用复合固化剂,调配pH改性优化剂,混合制得的通用复合固化剂和制得的pH改性优化剂,搅拌混合为pH中性复合固化剂;
S3:调配复合脱水剂;
S4:在第一污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂,加入复合脱水剂,进行搅拌反应,该步骤结束时含水率70%~80%;
S5:步骤S4处理过的污泥加入复合脱水剂0.1~0.3g/kg污泥,进行机械脱水70~100分钟,该步骤结束时含水率25%~35%;
S6:在第二污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂,加入复合脱水剂,进行搅拌反应,该步骤结束时含水率70%~80%;
S7:步骤S6处理过的污泥加入复合脱水剂0.05~0.15g/kg污泥,进行机械脱水45~60分钟,该步骤结束时含水率35%~45%;
所述通用复合固化剂包括以下质量份数的原料:
CaO:1~2,
快硬硫铝酸盐水泥:2~5,
NaOH:3~6,
Ca(OH)2:1~2,
无碱液体速凝剂:0.5~1,
羟基磷灰石:2~4,
煤灰:1~1.5;
所述pH改性优化剂包括以下质量份数的原料:
H2SO4:3~6,
HNO3:1~2,
粘合剂:0.5~1,
钙基膨润土:0.5~1;
所述复合脱水剂包括以下质量份数的原料:
PAC:5~10,
Al2(SO4)3:5~10,
FeSO4:2~5,
MgSO4:1~4,
CaO:5~10。
进一步,步骤S4和步骤S6所述加入pH中性复合固化剂1~6.5g/kg污泥。
进一步,步骤S4和步骤S6所述加入复合脱水剂0.05~0.1g/kg污泥。
进一步,步骤S4和步骤S6所述搅拌反应时间均为10~20分钟。
进一步,步骤S5和步骤S7所述机械脱水均采用隔膜板框压滤机以1.4~1.8Mpa压力进行脱水。
进一步,所述复合脱水剂的调配顺序为先加入PAC、Al2(SO4)3、FeSO4、MgSO4搅拌混合后再加入CaO。
进一步,所述pH改性优化剂中的粘合剂采用MS改性硅烷。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明将不同类型的河湖污泥分开处理,第二次加入复合脱水剂进行机械脱水时,采用不同的复合脱水剂加入量和不同的隔膜板框压滤机压滤时间:在处理主要污染类型为重金属污染的污泥时,加入复合脱水剂0.1~0.3g/kg污泥,压滤70~100分钟,结束时含水率25%~35%;在处理主要污染类型为营养盐污染的污泥时,加入复合脱水剂0.05~0.15g/kg污泥,压滤45~60分钟,结束时含水率35%~45%。
2、本发明通用复合固化剂的组分pH值偏高,直接用于处理河湖污泥将改变其形状,不利于后续使用,因此调配pH改性优化剂并加入复合固化剂中,混合形成pH中性复合固化剂可解决固化pH值过高的问题。且进行机械脱水使用的复合脱水剂pH也接近于7,使河湖污泥处理产物和尾水的酸碱度适中。
3、本发明通用复合固化剂中的快硬硫铝酸盐水泥凝结硬化快,有利于简化工艺及配方,且降低产品成本,加快模具周转。且其低温性能好,对生产工艺条件要求不高,在寒冷地区也可生产,延长了生产周期,降低了生产条件,为生产提供了较大的便利。且硬硫铝酸盐碱度低,可减少pH改性优化剂的使用量。
4、本发明通用复合固化剂中的无碱液体速凝剂可加速固化剂水化硬化,使其在很短的时间内形成足够的强度。
5、本发明通用复合固化剂的中的羟基磷灰石能将重金属离子固定在羟基磷灰石晶格,稳定性极高,再溶出污染可能性极小,对Pb和Cd去除率接近100%,对Zn和Cu的去除率也可分别达到97%和94%。且羟基磷灰石本身为弱碱性化合物,pH=7~9。
6、本发明pH改性优化剂中的粘合剂为MS改性硅烷,其对各种基质的粘黏性强,不易起泡,存放稳定性高,固化速度快,机械性能好。
7、本发明复合脱水剂中的PAC(聚合氯化铝),对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用,并可强力去除微有毒物及重金属离子,性状稳定,可实现对河湖污泥的二次无害化处理。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
实施例1:
采用本发明的方法对遂宁市某主要河流的污泥进行治理,按以下步骤执行:
S1:确定该河流污泥主要污染类型为营养盐污染,将污泥转移放置到第一污泥储池。
S2:调配通用复合固化剂,各组分的重量份数比为:
CaO:1,
快硬硫铝酸盐水泥:3,
NaOH:4,
Ca(OH)2:1,
无碱液体速凝剂:0.5,
羟基磷灰石:2,
煤灰:1。
调配pH改性优化剂,各组分的重量份数比为:
H2SO4:3,
HNO3:1,
粘合剂(MS改性硅烷):0.75,
钙基膨润土:0.75。
混合制得的通用复合固化剂和制得的pH改性优化剂,搅拌混合为pH中性复合固化剂。
S3:调配复合脱水剂,先加入PAC、Al2(SO4)3、FeSO4、MgSO4,搅拌混合后再加入CaO,各组分的重量份数比为:
PAC:6,
Al2(SO4)3:5,
FeSO4:3,
MgSO4:1,
CaO:7.5。
S6:在第二污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂2g/kg污泥,加入制得的复合脱水剂0.05g/kg污泥,进行搅拌反应10min,该步骤结束后测得污泥含水率为77%。
S7:将步骤S6处理过的污泥再次加入复合脱水剂0.08g/kg污泥,用隔膜板框压滤机以1.4~1.8Mpa压力进行脱水,压滤时间为50分钟,该步骤结束后测得污泥含水率为41%。
测得该河流污泥处理前pH值为7.5,总氮含量为56.73mg/L,氨氮含量为16.18 mg/L,总磷含量为18.25 mg/L,重金属未超标。采用该实施例对污泥处理后pH值为7.9,总氮含量为7.49 mg/L,氨氮含量为0.52 mg/L,总磷含量为0.44 mg/L。
污泥处理后产物可用于农田回用,或加工为园林种植土等。
处理后尾水pH值为7.6,CODCr含量为15.94 mg/L,BOD5含量为2.1 mg/L,SS含量为0.17 mg/L,总氮含量为0.22 mg/L,总磷含量为0.09 mg/L。
该尾水指标达到相关标准,可直接排放。
实施例2:
采用本发明的方法对南充市某工业区附近湖泊进行治理,按以下步骤执行:
S1:确定该河流污泥主要污染类型为重金属污染,将污泥转移放置到第二污泥储池。
S2:调配通用复合固化剂,各组分的重量份数比为:
CaO:1.5,
快硬硫铝酸盐水泥:4,
NaOH:5,
Ca(OH)2:2,
无碱液体速凝剂:0.75,
羟基磷灰石:3.5,
煤灰:1.5。
调配pH改性优化剂,各组分的重量份数比为:
H2SO4:5,
HNO3:2,
粘合剂(MS改性硅烷):0.75,
钙基膨润土:0.75。
混合制得的通用复合固化剂和制得的pH改性优化剂,搅拌混合为pH中性复合固化剂。
S3:调配复合脱水剂,先加入PAC、Al2(SO4)3、FeSO4、MgSO4,搅拌混合后再加入CaO,各组分的重量份数比为:
PAC:9,
Al2(SO4)3:6,
FeSO4:2,
MgSO4:1.5,
CaO:8.5。
S4:在第一污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂5.5g/kg污泥,加入制得的复合脱水剂0.1g/kg污泥,进行搅拌反应15min,该步骤结束后测得污泥含水率为73%。
S5:将步骤S4处理过的污泥再次加入复合脱水剂0.21g/kg污泥,用隔膜板框压滤机以1.4~1.8Mpa压力进行脱水,压滤时间为85分钟,该步骤结束后测得污泥含水率为29%。
测得该湖泊污泥处理前pH值为7.8,Pb含量为35.59 mg/L,As含量为34.13mg/L,Zn含量为103.72mg/L,Cu含量为142.56mg/L,Hg含量为22.08mg/L,Cr含量为75.97mg/L,Ni 、Cd、营养盐未超标。采用该实施例对污泥处理后pH值为8.0,Pb未检出,As含量为0.26mg/L,Zn含量为0.84mg/L,Cu含量为1.07mg/L,Hg含量为0.34mg/L,Cr含量为0.55mg/L。
污泥处理后产物可用于后续加工为回填土、混凝土填料、制砖等。
处理后尾水pH值为7.8,Pb、As、Hg未检出,Zn含量为0.36mg/L,Cu含量为0.51mg/L,Hg含量为0.19mg/L,Cr含量为0.27mg/L。
该尾水指标达到相关标准,可直接排放。
实施例3:
采用本发明的方法对采用本发明的方法对成都市区某主要河流的污泥进行治理,按以下步骤执行:
S1:该河流污泥污染类型较为复杂,将主要污染类型为重金属污染的河段污泥分离放置到第一污泥储池,将主要污染类型为营养盐污染的河段污泥分离放置到第二污泥储池。
S2:调配通用复合固化剂,各组分的重量份数比为:
CaO:1,
快硬硫铝酸盐水泥:5,
NaOH:6,
Ca(OH)2:1.5,
无碱液体速凝剂:1,
羟基磷灰石:4,
煤灰:1。
调配pH改性优化剂,各组分的重量份数比为:
H2SO4:4,
HNO3:1,
粘合剂(MS改性硅烷):1,
钙基膨润土:0.75。
混合制得的通用复合固化剂和制得的pH改性优化剂,搅拌混合为pH中性复合固化剂。
S3:调配复合脱水剂,先加入PAC、Al2(SO4)3、FeSO4、MgSO4,搅拌混合后再加入CaO,各组分的重量份数比为:
PAC:10,
Al2(SO4)3:5,
FeSO4:3,
MgSO4:2.5,
CaO:7。
S4:在第一污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂6g/kg污泥,加入制得的复合脱水剂0.1g/kg污泥,进行搅拌反应20min,该步骤结束后测得污泥含水率为72%。
S5:将步骤S4处理过的污泥再次加入复合脱水剂0.21g/kg污泥,用隔膜板框压滤机以1.4~1.8Mpa压力进行脱水,压滤时间为90分钟,该步骤结束后测得污泥含水率为28%。
S6:在第二污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂2.5g/kg污泥,加入制得的复合脱水剂0.05g/kg污泥,进行搅拌反应10min,该步骤结束后测得污泥含水率为75%。
S7:将步骤S6处理过的污泥再次加入复合脱水剂0.06g/kg污泥,用隔膜板框压滤机以1.4~1.8Mpa压力进行脱水,压滤时间为55分钟,该步骤结束后测得污泥含水率为38%。
测得该河流主要污染类型为重金属污染的河段污泥处理前pH值为7.3,Pb含量为28.18mg/L,As含量为23.95mg/L,Zn含量为45.73mg/L,Cd含量为19.34mg/L,Ni、Hg、Cu、Cr、营养盐未超标。采用该实施例对污泥处理后pH值为7.8,Pb、Cd未检出,As含量为0.42mg/L,Zn含量为0.38mg/L。
污泥处理后产物可用于后续加工为回填土、混凝土填料、制砖等。
处理后尾水pH值为7.5,Pb、Cd未检出,As含量为0.25mg/L,Zn含量为0.31mg/L。
该尾水指标达到相关标准,可直接排放。
测得该河流主要污染类型为营养盐污染的河段污泥处理前pH值为7.1,总氮含量为65.45mg/L,氨氮含量为29.34 mg/L,总磷含量为27.09 mg/L,重金属未超标。采用该实施例对污泥处理后pH值为7.6,总氮含量为8.11mg/L,氨氮含量为0.93 mg/L,总磷含量为0.47mg/L。
污泥处理后产物可用于农田回用,或加工为园林种植土等。
处理后尾水pH值为7.3,CODCr含量为16.72 mg/L,BOD5含量为1.5mg/L,SS含量为0.13mg/L,总氮含量为0.18 mg/L,总磷含量为0.12mg/L。
该尾水指标达到相关标准,可直接排放。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:确定河湖污泥的主要污染类型,将主要污染类型为重金属污染的河湖污泥转移放置到第一污泥储池,将主要污染类型为营养盐污染的河湖污泥转移放置到第二污泥储池;
S2:调配通用复合固化剂,调配pH改性优化剂,所述pH改性优化剂中的粘合剂采用MS改性硅烷,混合制得的通用复合固化剂和制得的pH改性优化剂,搅拌混合为pH中性复合固化剂;
S3:调配复合脱水剂;
S4:在第一污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂,加入复合脱水剂,进行搅拌反应,所述搅拌反应时间为10~20分钟,该步骤结束时含水率70%~80%;
S5:步骤S4处理过的污泥加入复合脱水剂0.1~0.3g/kg污泥,进行机械脱水70~100分钟,该步骤结束时含水率25%~35%;
S6:在第二污泥储池中加入制得的pH中性复合固化剂,加入复合脱水剂,进行搅拌反应,所述搅拌反应时间为10~20分钟,该步骤结束时含水率70%~80%;
S7:步骤S6处理过的污泥加入复合脱水剂0.05~0.15g/kg污泥,进行机械脱水45~60分钟,该步骤结束时含水率35%~45%;
所述通用复合固化剂包括以下质量份数的原料:
CaO:1~2,
快硬硫铝酸盐水泥:2~5,
NaOH:3~6,
Ca(OH)2:1~2,
无碱液体速凝剂:0.5~1,
羟基磷灰石:2~4,
煤灰:1~1.5;
所述pH改性优化剂包括以下质量份数的原料:
H2SO4:3~6,
HNO3:1~2,
粘合剂:0.5~1,
钙基膨润土:0.5~1;
所述复合脱水剂包括以下质量份数的原料:
PAC:5~10,
Al2(SO4)3:5~10,
FeSO4:2~5,
MgSO4:1~4,
CaO:5~10。
2.根据权利要求1所述的一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,其特征在于,步骤S4和步骤S6加入pH中性复合固化剂1~6.5g/kg污泥。
3.根据权利要求1所述的一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,其特征在于,步骤S4和步骤S6所述加入复合脱水剂0.05~0.1g/kg污泥。
4.根据权利要求1所述的一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,其特征在于,步骤S5和步骤S7所述机械脱水均采用隔膜板框压滤机以1.4~1.8Mpa压力进行脱水。
5.根据权利要求1所述的一种河湖污泥的无害化资源化处理方法,其特征在于,所述复合脱水剂的调配顺序为先加入PAC、Al2(SO4)3、FeSO4、MgSO4搅拌混合后再加入CaO。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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