专利名称：一种淤泥中重金属的处理方法
技术领域：
本发明属于淤泥的处理方法这一技术领域，特别属于淤泥中重金属的处理方法这一技术领域。
背景技术：
现代城市污水处理厂的污水处理工艺分为污水处理和淤泥处理处理两个部分，而淤泥处理又分为前处理和后处理，前处理是指将淤泥经浓缩、脱水成泥饼，泥饼的含水量为75-80％，后处理方法为有焚烧、填埋、投海和堆肥等多种形式。焚烧法的技术与设备复杂，能耗大，投资高，并伴有大气污染问题；填埋法受到用地的限制；投海法会污染海洋，对海洋生态系统和人类食物链会造成威胁，国际公约已明令禁止；堆肥法占地面积大，生产周期长，在空气中暴露时间长，恶臭气体排放严重，同时向大气排放大量的CO2、CH4等温室气体和H2S、甲硫醇等气体，严重污染环境，最终产品营养成分低，重金属、有害病菌毒素的相对比重高，而且重金属遗留在土壤中，对环境造成严重污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种处理淤泥中重金属的方法。
本发明解决技术问题的技术方案为一种淤泥中重金属的处理方法，包括前处理，后处理，所述的后处理包括热解工序、喷瀑工序、脱水工序、中和脱水工序、固氨工序，制肥工序；所述的热解工序为先将泥饼用工业硫酸调节到PH值为3-5，加入有机填充物，催化剂，在1.1-1.5Mpa的压力下，于190-220℃保温2-4小时，冷却至室温即可，泥饼∶有机填充物∶催化剂的重量比为4∶0.5-1∶0.001-0.005；所述的中和脱水工序为将热解工序及脱水工序所排出的液体加入有机萃取剂直至无沉淀产生为止，过滤；将滤过的液体通过现有技术进行脱水，使其含水量小于40％，即可送往固氮工序。
所述的中和脱水工序中的萃取剂为N235。
滤渣用碱液调节PH值至9-10，反应不小于2小时，离心分离沉淀，即可。
所述热解工序中的有机填充物为秸杆。
所述热解工序中的催化剂为纳米级的三氯化铁，三氯化铝。
所述的脱水工序为用转速为6000-10000r/min卧式螺旋离心机对喷瀑后的物料进行脱水。
所述的固氨工序为在压力0.9-1.4Mpa，温度150-200℃，PH值7.5-9.0下通入液氨，保温1-5小时；所述的制肥工序为在固氮好的物料中根据所制的复合肥，添加P、K、粉煤灰，然后按照现有技术进行制粒，造肥。
本发明的热解工序能使污泥的脱水性能大幅提高，其作用如下①污泥在高温和高压蒸汽的作用下引起凝聚、破坏胶体结构，使附着在小颗粒周围的结合水释放出来(脱水收缩现象)②细胞膜被破坏，内部水和吸附水被游离出来。其中包括可溶物和不可溶物。
③细胞体的破坏和水解后可溶物的增加，使脱水性能和沉降性能大为改善。
④可全部杀灭污泥中的致病微生物和寄生虫卵。
⑤酸性条件，有助于重金属的溶入，给重金属提取提供条件。
⑥解决了淤泥的脱臭问题。
本发明利用有机萃取剂将溶于酸性条件下的各种重金属提取出来，再将提取出的重金属有机盐在碱性条件下沉淀、回收萃取剂，重金属沉淀物经过烘干后，可直接送到相应的冶炼厂进行冶炼。
本发明与现有技术相比，根据热解工序处理后污水中重金属性质，选择了高效萃取剂，利用萃取剂的脱析及解析过程，降低了淤泥中的重金属，真正做到淤泥无害化制肥处理。
具体实施例方式非限定性的实施例如下实施例1A、热解工序将4吨经过前处理的泥饼，经泥浆泵注到预处理罐中，再加入秸杆0.5吨，经输送机送入预处理罐，加入工业硫酸，调节到泥浆的PH值为3.05，再加入纳米级的三氯化铁1公斤，经混合搅拌后，加入到水解料储罐中，完成进料后，关闭进出料阀，打开进气阀，使压力达到1.1Mpa，温度150℃，保压2小时，在出料前的30-45分钟，应停止搅拌，保压结束后，打开放水阀，使热解产生的澄清液直接排到水液贮罐。待排液完成后，可打开放汽阀，罐中高达150℃的水，因蒸发而快速降至100℃以下，水蒸气经尾气净化器系统排出。
B喷瀑工序打开热空气阀，使热空气储罐的热气进入水解罐，经过适量的通气和排气后，关闭排气阀使罐内气压达0.6Mpa，保压5-10分钟后，进行物料的喷瀑。喷瀑有助于水分蒸发和改善物料的物理性状。
C脱水工序经过热解工序、喷瀑的物料，其含水量在60％左右，用6000r/min卧式螺旋离心机对喷瀑物料进行脱水，将物料脱水至40％以下。并将脱水后物料送至制肥原料储罐，将脱掉的水送到水液贮罐。
D中和脱水工序含重金属的液体从水液贮罐泵入吸附反应罐，将N235(上海莱雅士化工有限公司生产)从吸附剂储罐吸进吸附反应罐，边加边搅拌，直至无沉淀析出为止，过滤。滤液送到固氮工序；将含重金属有机酸盐送进重金属分离罐，加碱调节PH至9-10，搅拌2小时，使有机酸在碱性条件下重新溶解，重金属氢氧化物则沉淀出来，经离心分离机分离后，分液，萃取剂重新进吸附剂贮罐。
E固氨工序为了增强淤泥处理的最终产品有机氮肥的肥效和稳定性，将脱水后的淤泥及中和脱水工序的产物作为制肥原料直接送入固氨罐，进行固氨处理，固氨的主要工艺条件为压力0.9Mpa，温度150℃，PH值7.5。保温1小时，在加热的同时按工艺要求相罐内通入液氨。
F制肥工序经过固氨的物料，根据所制的复合肥，添加P、K、粉煤灰，再经过传统的制肥工艺即造粒、干燥冷却、包装入库。
实施例2A、热解工序将4吨经过前处理的泥饼，经泥浆泵注到预处理罐中，再加入秸杆0.8吨，经输送机送入预处理罐，加入工业硫酸，调节到泥浆的PH值为4.15，再加入纳米级的三氯化铁2公斤，经混合搅拌后，加入到水解料储罐中，完成进料后，关闭进出料阀，打开进气阀，使压力达到1.25Mpa，温度190℃，保压3小时，在出料前的30-45分钟，停止搅拌，保压结束后，打开放水阀，使热解工序产生的澄清液直接排出到水液贮罐。待排液完成后，可打开放汽阀，罐中高达190℃的水，因蒸发而快速降至100℃以下，水蒸气经尾气净化器系统排出。
B喷瀑工序打开热空气阀，使热空气储罐的热气进入水解罐，经过适量的通气和排气后，关闭排气阀使罐内气压达0.6Mpa，保压5-10分钟后，进行物料的喷瀑。喷瀑有助于水分蒸发和改善物料的物理性状。
C脱水工序经过热解工序、喷瀑的物料，其含水量在60％左右，用8000r/min卧式螺旋离心机对喷瀑物料进行脱水，将物料脱水至40％以下。并将脱水后物料送至制肥原料储罐。
D中和脱水工序含重金属的液体从水液贮罐泵入吸附反应罐，将N235(上海莱雅士化工有限公司生产)从吸附剂储罐吸进吸附反应罐，边加边搅拌，直至无沉淀析出为止，过滤。滤液送到固氮工序；将含重金属有机酸盐送进重金属分离罐，加碱调节PH至9-10，搅拌2小时，使有机酸在碱性条件下重新溶解，重金属氢氧化物则沉淀出来，经离心分离机分离后，分液，萃取剂重新进吸附剂贮罐。
E固氨工序为了增强淤泥处理的最终产品有机氮肥的肥效和稳定性，将脱水后的淤泥及中和脱水工序的产物作为制肥原料直接送入固氨罐，进行固氨处理，固氨的主要工艺条件为压力1.2Mpa，温度170℃，PH值8.5。保温2小时，在加热的同时按工艺要求相罐内通入液氨。
F制肥工序经过固氨的物料，根据所制的复合肥，添加P、K、粉煤灰，再经过传统的制肥工艺即造粒、干燥冷却、包装入库。
实施例3A、热解工序将4吨经过前处理的泥饼，经泥浆泵注到预处理罐中，再加入秸杆1吨，经输送机送入预处理罐，并按量加入工业硫酸调节到泥浆的PH值为4.85，再加入纳米级的三氯化铝5公斤，经混合搅拌后，加入到水解料储罐中，完成进料后，关闭进出料阀，打开进气阀，使压力达到1.25Mpa，温度220℃，保压4小时，在出料前的30-45分钟，停止搅拌，在保压结束后，打开放水阀，使热解产生的澄清液直接排出到水液贮罐，待排液完成后，可打开放汽阀，罐中高达190℃的水，因蒸发而快速降至100℃以下，水蒸气经尾气净化器系统排出。
B喷瀑工序打开热空气阀，使热空气储罐的热气进入水解罐，经过适量的通气和排气后，关闭排气阀使罐内气压达0.6Mpa，保压5-10分钟后，进行物料的喷瀑。喷瀑有助于水分蒸发和改善物料的物理性状。
C脱水工序经过热解工序、喷瀑的物料，其含水量在60％左右，用10000r/min卧式螺旋离心机对喷瀑物料进行脱水，将物料脱水至40％以下。并将脱水后物料送至制肥原料储罐。
D中和脱水工序含重金属的液体从水液贮罐泵入吸附反应罐，将N235(上海莱雅士化工有限公司生产)从吸附剂储罐吸进吸附反应罐，边加边搅拌，直至无沉淀析出为止，过滤。滤液送到固氮工序；将含重金属有机酸盐送进重金属分离罐，加碱调节PH至9-10，搅拌2小时，使有机酸在碱性条件下重新溶解，重金属氢氧化物则沉淀出来，经离心分离机分离后，分液，萃取剂重新进吸附剂贮罐。
E固氨工序为了增强淤泥处理的最终产品有机氮肥的肥效和稳定性，将脱水后的淤泥及中和脱水工序的产物作为制肥原料直接送入固氨罐，进行固氨处理，固氨的主要工艺条件为压力1.4Mpa，温度200℃，PH值8.8。保温5小时，在加热的同时按工艺要求相罐内通入液氨。
F制肥工序经过固氨的物料，根据所制的复合肥，添加P、K、粉煤灰，再经过传统的制肥工艺即造粒、干燥冷却、包装入库。
实施例1-3按NY525-2002国家农业行业标准进行检验。
实施例1-3按照GB8172进行检验，均没能检出大肠杆菌，蠕虫卵死亡率为100％。
实施例1-3的重金属按照GB18918-2002进行检测。mg/kg
权利要求
1.一种淤泥中重金属的处理方法，包括前处理，后处理，所述的后处理包括热解工序、喷瀑工序、脱水工序、中和脱水工序、固氨工序，制肥工序，其特征在于所述的热解工序为先将泥饼用工业硫酸调节到PH值为3-5，加入有机填充物，催化剂，在1.1-1.5Mpa的压力下，于190-220℃保温2-4小时，冷却至室温即可，泥饼有机填充物催化剂的重量比为4∶0.5-1∶0.001-0.005；所述的中和脱水工序为将热解工序及脱水工序所排出的液体加入有机萃取剂直至无沉淀产生为止，过滤；将滤过的液体通过现有技术进行脱水，使其含水量小于40％，即可送往固氮工序。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥中重金属的处理方法，其特征在于所述的中和脱水工序中的萃取剂为N235。
3.根据权利要求2所述的一种淤泥中重金属的处理方法，其特征在于滤渣用碱液调节PH值至9-10，反应不小于2小时，离心分离沉淀，即可。
4.根据权利要求1所述的一种淤泥中重金属的处理方法，其特征在于所述热解工序中的有机填充物为秸杆。
5.根据权利要求1所述的一种淤泥中重金属的处理方法，其特征在于所述的热解工序中的催化剂为纳米级三氯化铁，三氯化铝。
6.根据权利要求1所述的一种淤泥中重金属的处理方法，其特征在于所述的脱水工序为用转速为6000-10000r/min卧式螺旋离心机对喷瀑后的物料进行脱水。
7.根据权利要求1所述的一种淤泥中重金属的处理方法，其特征在于所述的固氨工序为在压力0.9-1.4Mpa，温度150-200℃，PH值7.5-9.0下通入液氨，保温1-5小时；
8.根据权利要求1所述的一种淤泥中重金属的处理方法，其特征在于所述的制肥工序为在固氮好的物料中根据所制的复合肥，添加P、K、粉煤灰，然后按照现有技术进行制粒，造肥。
全文摘要
本发明公开了一种淤泥中重金属的处理方法，包括前处理，后处理，所述的后处理包括热解工序、喷瀑工序、脱水工序、中和脱水工序、固氨工序，制肥工序，所述的中和脱水工序为将热解工序及脱水工序所排出的液体加入有机萃取剂直至无沉淀产生为止，过滤；将滤过的液体通过现有技术进行脱水，使其含水量小于40％，即可送往固氮工序。本发明与现有技术相比，根据热解工序处理后污水中重金属性质，选择了高效萃取剂，利用萃取剂的脱析及解析过程，降低了淤泥中的重金属，真正做到淤泥无害化制肥处理。
文档编号C05F7/00GK101081717SQ200710021488
公开日2007年12月5日 申请日期2007年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者杨培根, 程张红, 陆际文, 姬亮, 昝向明, 荀小牛 申请人:杨培根