一种水体沉积物的减量资源化综合利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污染水体沉积物处理技术领域，特别涉及一种水体沉积物的减量资源 化综合利用方法。
【背景技术】
[0002] 受水源及排放源的影响，大量的污染物沉积于水体中，受污染的沉积物又反作用 于水体，造成一系列连带的复合污染，在影响水环境质量的同时，更对居民人体健康和水生 态安全造成危害，水体污染沉积物治理已成为水环境治理的最重要因素之一。其含水率高， 体积大等特征，更为堆放和运输带来较大的困难。
[0003] 传统的水体沉积物处理方法是先采用浓缩、消化、脱水等途径减小沉积物体积，再 通过填埋、填海、焚烧、土地综合利用、堆肥等方法对其进行最终处置。而随着环境压力的增 大及环境标准的日益严格化，这些处置方式存在的脱水效率低、占用空间大、易造成二次污 染、耗费能源等缺陷日趋明显。
[0004] 同时，水体沉积物中因含有丰富的有机质、氮、磷等营养物质和可用的无机组分， 又可作为一种优质的"二次资源"。而现有的水体沉积物资源化处置方法，无论是建材化技 术、堆肥利用技术、能源化技术，或材料化技术，均因水体沉积物体积大、脱水率低等问题， 造成处置费用高、工序复杂，且存在资源化利用率低、利用范围狭窄、利用组分单一、利用时 未考虑重金属的脱除问题而存在潜在危害等缺点，未能充分实现资源的综合利用。因此，建 立在减量化基础上的无害化、资源化处理应成为水体沉积物处理领域的主流发展方向。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有处置技术对水体沉积物脱水难、费用高、资源化利用率低、存在重 金属二次危害等的弊端，提供了一种在高效减量化基础上，充分实现水体沉积物无害化后 有机组分与无机组分资源化综合利用的方法。
[0006] 本发明通过以下技术方案予以实现：
[0007] (1)利用加药器向水体沉积物中投加氧化剂，强氧化作用下，沉积物中微生物的细 胞壁、细胞膜破碎，胞内有机质及氮磷等物质被释放出来，同时降低沉积物含水率，提高脱 水性能；
[0008] 所述水体沉积物为市政污水处理厂污泥或积存在水体底部的沉泥，含水率为 50 ?99. 9% ;
[0009] 所述氧化剂为次氯酸钠、氯酸钠、臭氧、过氧化氢、二氧化氯、高铁酸钾、氯气中的 一种或几种；
[0010] (2)氧化改性后的水体沉积物送入气浮沉淀一体机，经气浮、沉淀处理产生浮泥和 沉砂，浮泥送入收集池；
[0011] (3)沉砂进行物理压榨脱水，得到脱水滤液和脱水泥砂，脱水滤液送入反应池；
[0012] (4)对气浮沉淀一体机内水体pH进行监测，呈弱碱性时，将水体排出送入反应池 与脱水滤液混合；
[0013] (5)抽样检测脱水泥砂中的重金属浸出毒性，若达到相关标准要求，则直接用作腐 殖土、路基材料或路面砖骨料；若超标，则进行安全填埋或利用申请人在先申请的发明专利 "一种污泥烧结制无土栽培基质处理系统"（【申请号】201410324536.9)的方法将脱水泥砂 经过烧结无害化后作为无土栽培基质利用；
[0014] (6)向反应池中加入Mg盐，调节镁/磷摩尔比为1. 2?1. 6,回收氮磷得到鸟粪石， 反应如下式，反应过程中，对反应池内的pH进行监测，接近中性时，投加适量碱液调节pH至 7. 2?8. 8范围内，搅拌20?120min使其充分反应后，将反应液送入沉淀池；
[0015] Mg2++NH4.+PO广+6H20 - MgNH4PO4 · 6H20 I
[0016] 所述Mg盐为废盐卤；
[0017] 所述碱液为NaOH或NH3 · H2O溶液；
[0018] (7)反应液在沉淀池中静置1?2h后，收集底部沉积物得到大颗粒的鸟粪石，抽 样进行重金属含量测试，若达到肥料相关标准要求，则用做缓释肥；若超标，则进行安全填 埋；
[0019] (8)对沉淀池上清液进行过滤，滤网捕集得到的小颗粒鸟粪石作为晶种回投至反 应池，鸟粪石过滤液进入收集池与浮泥混合；
[0020] (9)收集池中的混合液有机质含量较高，作为外碳源送至污水处理系统脱氮除磷 工序中的厌氧池和/或缺氧池，或单设小型污水处理设施对其进行常规污水处理，达标后 排放。
[0021] 本发明的有益效果：
[0022] (1)提高水体沉积物脱水性能，实现减量化。向水体沉积物中投加氧化剂，不仅可 使微生物细胞破壁释放出胞内有机质及氮磷等物质，还能释放出絮体内的水，降低沉积物 含水率；同时，利用气浮沉淀一体机可促使有机质进入浮泥、无机泥砂沉降、游离氮磷进入 液相，使有机组分与无机组分分离；再结合物理压榨工艺，很大程度上提高了沉积物的脱水 性能，有效解决了目前水体沉积物体量大、脱水难的问题，并最终实现减量化；
[0023] (2)对传统鸟粪石反应工艺进行升级优化。气浮工艺可吹脱水体沉积物中的C02， 使液体呈弱碱性，降低了鸟粪石反应过程中碱液的用量，同时弱碱性可避免NH4+转化为NH 3 挥发，以及Mg(0H)2、Mg3(P04)2等杂质的生成，易得到高纯度的鸟粪石晶体。同时，本发明将 得到的小颗粒鸟粪石捕集并作为晶种回投至反应池，不仅提高了鸟粪石的反应速率，且回 投的小颗粒鸟粪石可继续结晶增长，沉降性提高，更利于回收；
[0024] (3)重金属分离固化，无机组分资源利用。水体沉积物中的痕量重金属可与磷酸根 反应生成沉淀，极少量进入浮泥，少量进入无机沉砂，其余随液相进入反应池，在鸟粪石结 晶过程中沉积于晶体内，实现重金属的稳定化固化，对无机沉砂及鸟粪石结晶进行重金属 检测后，再确定进一步处理或资源化利用，不仅提高了重金属的集中处理效率，且保证了资 源化利用的环境友好性，避免了重金属的二次危害；
[0025] (4)有机质作为外碳源回用，提高污水脱氮除磷效率。富含有机质的浮泥与回收氮 磷后的滤液混合，可作为外碳源回用至污水处理系统厌氧池和/或缺氧池，提高脱氮除磷 效率，实现碳源资源化利用。