CN100478285C - 去除城市污水污泥中重金属的方法 - Google Patents

去除城市污水污泥中重金属的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100478285C
CN100478285C CNB2007101080520A CN200710108052A CN100478285C CN 100478285 C CN100478285 C CN 100478285C CN B2007101080520 A CNB2007101080520 A CN B2007101080520A CN 200710108052 A CN200710108052 A CN 200710108052A CN 100478285 C CN100478285 C CN 100478285C
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
mud
reactor
heavy metal
under
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2007101080520A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101066793A (zh
Inventor
黄明
张学洪
何强
王敦球
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CNB2007101080520A priority Critical patent/CN100478285C/zh
Publication of CN101066793A publication Critical patent/CN101066793A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100478285C publication Critical patent/CN100478285C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明公开了一种去除城市污水污泥中重金属的方法。本发明适用于治理中小规模的城市污水处理厂产生的剩余污泥中高浓度重金属的去除。由简化工序的序批式生物反应装置、浓缩沉淀池、pH调节池组成。作为城市污水污泥中重金属去除方法的主要处理装置——简化工序的序批式生物反应器(SBR)，按进泥-曝气反应-曝气排泥-进泥的简化工序运行。主反应装置按最佳污泥接种量设计装置的排出比，未排出的污泥作为反应器下批次运行或启动的接种污泥，实现了无提升和动力回流装置的接种处理，处理周期缩短，经泥水分离后，污泥中Cu、Zn、Cd、Ni等残留重金属含量完全符合《农用污泥污染物控制标准》(GB4284-84)相关限制标准。

Description

去除城市污水污泥中重金属的方法
技术领域
本发明涉及一种能解决城市污水污泥中重金属浓度超标问题的重金属去除方法。
背景技术
随着我国城市污水处理率的逐年提高，产量巨大的城市污泥的安全处置和利用问题已成为制约城市污水处理事业良性发展的关键。作为城市污水处理的经常性产物，城市污泥中含有丰富的氮、磷、钾和有机质等植物性营养元素，经过无害化、稳定化处理后是很好的肥源和良好的土壤改良剂，因此，城市污水污泥的资源化农用逐渐为人们所重视。但是在我国多数污水处理厂的进水均为工业废水和生活污水的混合污水，其中的重金属元素在污水处理过程中被化学沉降、微生物吸附吸收等作用而浓缩在污泥中，致使我国多数城市的污水污泥中Cu、Zn、Cd、Ni等重金属长期处于超标水平。如利用这些含高浓度污泥进行资源化农用，会对受纳土壤、农作物和植物产生现实的或潜在的危害。目前，针对这一问题主要采用向污泥中添加钝化剂和碱性物料对其中的重金属进行稳定化处理，由于处理后污泥中重金属的总量并没有得到削减，在其后续资源化利用过程中易造成施用土壤土质下降、农作物减产或重金属富集等一系列负面影响。针对这一问题我国已有部分专家提出利用生物沥滤法去除或削减污泥中高浓度的重金属元素，其中南京农业大学关于这一技术的两个专利为02112924.X(氧化亚铁硫杆菌及其去除污泥重金属的方法)和200410014801.X(氧化硫硫杆菌及制革污泥中铬的生物脱除方法)，其中前者主要报道了利用嗜酸硫杆菌去除污泥重金属的这类方法，后者则主要针对工业制革污泥发明了脱除制革污泥中重金属铬的处理工艺，但该工艺中处理构筑较多，工艺流程长，接种污泥来源于沉淀后的污泥，且采用机械回流，不适用于城市污泥中重金属的去除。对于城市污水污泥处理而言，应考虑利用已有的处理构筑和场地对产生的剩余污泥进行重金属脱除处理。
发明内容
本发明的目的是针对城市污水污泥的资源化利用过程中对重金属含量控制技术的不足，在充分考虑利用城市污水处理厂已有污泥处理构筑物的前提下，提供一种简便易行，易于规模化推广和应用的去除城市污水污泥中重金属的方法。
本发明具体步骤为
(1)将城市污水处理厂二次沉淀池的剩余污泥和嗜酸微生物生长所需能量物质送入SBR反应器中，曝气条件下进行土著嗜酸微生物的驯化；
(2)当反应器中混合液pH＝2.5，ORP＝500mv时，按设计排出比排放污泥，剩余的污泥中富含嗜酸微生物，作为反应器运行的接种污泥；
(3)将新鲜污泥通过污泥泵由二次沉淀池送入SBR反应器中，同时通过计量投药装置向SBR反应器中加入能量物质，新鲜污泥和能量物质与反应器中的接种污泥在曝气作用下充分混合，至达到设计运行水位后进入曝气反应阶段；
(4)处理后的泥水混合液在保持曝气搅动的水力状态下按设计排出比排放混合液至浓缩沉淀池；
(5)排出的泥水混合液进入浓缩沉淀池，实现污泥浓缩和固液分离，浓缩后的污泥经脱水，与碱性物料混合后用于后续资源化利用；
(6)浓缩池上清液进入pH调节池，经调pH至碱中性后回流到污水处理工艺段，调节池的高浓度重金属沉渣收集后作为工业原料利用；
(7)经过步骤(4)后，主体反应器处于闲置阶段，处理工艺可继续按(3)～(4)操作，如此循环进行。
本发明的处理特点和效果
(1)采用间歇操作，符合当前中小污水处理厂污泥处理工序的运行特点；
(2)该处理工艺设备较少、占地面积小、操作方便，充分考虑了现有污水处理厂原有污泥处理构筑及其建设特点；
(3)主体反应器在完成排泥的同时也完成了沥滤微生物的接种过程，且不需要另设提升设备，减少了设备数量实现了无动力的污泥接种运行；
(4)生物沥滤液经调pH后回流至污水处理工艺始端，不影响污水处理效果；
(5)pH调节池中形成的沉渣富含大量重金属和铁元素，可加以回收或综合利用；
(6)改变传统的沉淀排泥方式，采用了更利用保持微生物活性和均匀性的曝气排泥方式。
通过本发明处理典型城市污泥的的运行情况来看，以硫酸亚铁为能量物质进行生物沥滤处理，处理后污泥中Cu、Zn、Ni、Cd等均得到70％以上的去除率，其残余含量均达到国家《农用污泥污染物控制标准》(GB4284-84)标准，运行稳定可靠。
附图说明
图1为本发明流程图。
具体实施方式
实施例：
采用广西桂林市某城市污水净化厂二次沉淀池剩余污泥，该污泥的基本特性见表1。
表1试验用剩余污泥的基本特性
Figure C20071010805200051
(1)室温条件下，将城市污水处理厂二次沉池的剩余污泥通过污泥泵送入污泥重金属脱除装置SBR中，当剩余污泥浓度(MLSS)为8～12g/L，按10g/L投加硫酸亚铁盐(FeSO4·7H2O)作为嗜酸微生物培养的能量底物，通过反应器底部设置的穿孔管向污泥中提供O2和CO2，曝气强度为2.0L/min。经过6～8天，污泥的pH下降至2.2，ORP值升高到550mv，污泥中嗜酸微生物浓度增大，氧化亚铁硫杆菌逐渐成为优势菌属，此时的污泥便作为反应器启动运行的接种污泥。
(2)进入SBR反应器的污泥和能量物质与反应器中剩余的富含微生物的接种污泥，曝气作用下得到充分的混合，同时嗜酸微生物开始在系统内充分利用能量物质并大量繁殖，污泥pH开始下降；
(3)经过一段时间(1.5～2.0天)的处理后，反应器内pH值快速下降，ORP值迅速升高，当能量物质为亚铁盐时，反应器中污泥的颜色还会出现明显变化，由原来的黑褐色变为棕褐色，此时污泥pH达到最低值(2.0～2.5)，反应器工序进入排泥阶段。
(4)通过试验确定以硫酸亚铁为能量底物时，按污泥接种量30％设计SBR反应器的排出比为1∶1.3，单批处理污泥量占SBR反应器有效容积的70％。按进入反应器的新鲜污泥量投加能量物质，同时进行曝气，搅拌混合。经过1～2天运行，污泥的pH为2.0～2.5，ORP为480～550，污泥中亚铁离子的生物氧化率达到95％以上，此时在保持曝气状态下，将处理后的污泥外排至浓缩沉淀池，同时根据运行设计参数在反应器中保留部分富含微生物的污泥作为下批次处理的接种污泥，考虑接种污泥的均匀性和微生物的活性，采用曝气排泥方式，污泥通过按排水比设置的外排管排入浓缩沉淀池；
(5)排出的污泥混合液进入浓缩沉淀池，实现泥水分离和污泥浓缩；
(6)经过步骤(4)后，污泥泵启动将二次沉淀池污泥送入SBR并投加能量物质，如此按(2)～(4)步骤进行，整个处理工艺如此反复运行。处理后的污泥混合液在保持曝气搅动的水力状态下按设计排出比排出混合液；
(7)浓缩沉淀后的污泥经机械脱水后加入石灰乳，中和酸性污泥以备后续利用。浓缩沉淀池的上清液富含大量重金属离子用石灰乳调节pH至碱中性，被去除的重金属被浓缩到沉渣中，可用于金属冶炼或铁氧体化综合利用。调节pH后的污水进入城市污水处理工艺的污水提升泵房。
结果分析
排出SBR的污泥在4000r/min下离心分离15min，沉淀部分在自然条件下或低温条件下(40℃～60℃)，将污泥烘干，经HCl+HNO3+HClO4混合酸剂消解后，用PE-AAnalyst700型原子吸收光谱仪分析消解液中的重金属含量。经计算，反应器连续运行2天后，污水污泥中Cu、Zn、Cd的去除率可达78.3％、77.7％、100％，主要超标元素Cu和Zn的残余浓度100.5mg/kg和216.8mg/kg，符合我国农用污泥重金属限制标准，可进行后续的资源化农用。

Claims (5)

1、一种去除城市污水污泥中重金属的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)将城市污水处理厂二次沉淀池的剩余污泥和嗜酸微生物生长所需能量物质送入SBR反应器中，曝气条件下进行土著嗜酸微生物的驯化；
(2)当反应器中混合液pH＝2.5，ORP＝500mv时，按设计排出比排放污泥，剩余的污泥中富含嗜酸微生物，作为反应器运行的接种污泥；
(3)将新鲜污泥通过污泥泵由二次沉淀池送入SBR反应器中，同时通过计量投药装置向SBR反应器中加入能量物质，新鲜污泥和能量物质与反应器中的接种污泥在曝气作用下充分混合，至达到设计运行水位后进入曝气反应阶段；
(4)处理后的泥水混合液在保持曝气搅动的水力状态下按设计排出比排放混合液至浓缩沉淀池；
(5)排出的泥水混合液进入浓缩沉淀池，实现污泥浓缩和固液分离，浓缩后的污泥经脱水，与碱性物料混合后用于后续资源化利用；
(6)浓缩池上清液进入pH调节池，经调pH至碱中性后回流到污水处理工艺段，调节池的高浓度重金属沉渣收集后作为工业原料利用；
(7)经过步骤(4)后，主体反应器处于闲置阶段，处理工艺可继续按(3)～(4)操作，如此循环进行。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于城市污水处理厂的剩余污泥、嗜酸微生物生长的能量物质和接种污泥在SBR反应器进泥阶段得到充分混合，当剩余污泥浓度为8～12g/L，底物为亚铁盐，室温条件下，能量底物的投加量为10g/L污泥。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于SBR反应器室温环境下以嗜酸氧化亚铁硫杆菌为主要处理菌种时，其排出比设计为1∶1.3，反应器运行周期为1～2天。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于污泥中高浓度重金属去除后可加以资源利用，pH调节池中的沉渣富含Fe、Zn、Cu，也可加以回收或综合利用。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于SBR反应器操作工序得到简化，采用曝气排泥，接种污泥中微生物具有良好的活性。
CNB2007101080520A 2007-05-22 2007-05-22 去除城市污水污泥中重金属的方法 Expired - Fee Related CN100478285C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007101080520A CN100478285C (zh) 2007-05-22 2007-05-22 去除城市污水污泥中重金属的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007101080520A CN100478285C (zh) 2007-05-22 2007-05-22 去除城市污水污泥中重金属的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101066793A CN101066793A (zh) 2007-11-07
CN100478285C true CN100478285C (zh) 2009-04-15

Family

ID=38879516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007101080520A Expired - Fee Related CN100478285C (zh) 2007-05-22 2007-05-22 去除城市污水污泥中重金属的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100478285C (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102730920A (zh) * 2012-07-14 2012-10-17 哈尔滨工业大学 铁基活性污泥的制取方法及其吸附污水中重金属镉、铜和/或铅的方法
CN103739183A (zh) * 2014-01-09 2014-04-23 浙江卓锦工程技术有限公司 一种工业废水污泥深度脱水的处理方法以及处理装置
CN107434751A (zh) * 2017-08-04 2017-12-05 山东森博生物科技有限公司 一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法
CN108191183A (zh) * 2018-01-23 2018-06-22 广东工业大学 城市污泥中重金属的去除方法
CN109626600A (zh) * 2019-01-31 2019-04-16 光大水务（深圳）有限公司 一种种泥的制备方法及污泥处理方法
CN114850195B (zh) * 2022-07-06 2022-09-23 矿冶科技集团有限公司 铅、砷、镉的稳定化药剂和使用其处理多金属钙基渣泥的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101066793A (zh) 2007-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104230097B (zh) 一种养殖业污水处理的方法
US6896804B2 (en) System and method for remediation of waste
CN106904795B (zh) 一种奶牛养殖废水处理工艺
CN101481194B (zh) 集镇生活污水处理工艺
La Riviere Microbial ecology of liquid waste treatment
CN107352752A (zh) 在活化污泥废水处理工艺中改善污泥的去除并保持排放质量的方法
CN100478285C (zh) 去除城市污水污泥中重金属的方法
CN101508485A (zh) 好氧颗粒污泥培养及其处理有机废水的系统及方法
CN109052827A (zh) 餐厨垃圾渗滤液强化处理方法和系统
CN107043197A (zh) 一种蓝藻联合canon处理氨氮废水的方法
CN103086572A (zh) 一种高浓度合成制药废水的预处理方法
CN108911135A (zh) 一种畜禽废水的处理方法
CN102765814A (zh) 一种水体生态治理方法
CN109052822A (zh) 一种城镇污水的菌剂处理工艺
CN102092846A (zh) 一种同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法
CN101492225A (zh) 复合酶/活性污泥法淀粉厂废水治理方法
CN105776749B (zh) 电镀有机废水的催化氧化组合多元生化系统及其深度处理方法
CN108773912A (zh) 一种畜禽养殖污水的菌剂处理工艺
CN103880155B (zh) 一种利用包埋硝化菌对生活污水进行硝化处理的方法及装置
Fujie et al. Optimal operation of bioreactor system developed for the treatment of chromate wastewater using Enterobacter cloacae HO-1
CN219752089U (zh) 一种基于能源小球藻净化沼液的资源化连续处理系统
CN112573781A (zh) 利用餐厨垃圾水解酸化液进行低c/n污水脱氮除磷的协同处置系统及处理方法
CN102424509A (zh) 一种新型生物淋滤处理污泥中重金属的方法
CN210620525U (zh) 养殖粪污水肥联产装置
CN107117771A (zh) 一种养殖污水联合处理系统及其方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090415

Termination date: 20100522