一种将城镇污水厂污泥处理成土地利用泥质的方法
【专利摘要】一种将城镇污水厂污泥处理成土地利用泥质的方法，是将计量好的HMF型重金属固化剂通过螺旋输送器加热至100～150℃，送入混合机，与污泥充分混合；然后送入阳光发酵池内，喷洒好氧发酵菌剂，在50～65℃下进行好氧发酵，在10天左右，就可使污泥充分熟化、脱水，得到符合国家标准的土地利用泥质。此泥质可用于园林绿化、土壤改良、生产苗木花卉营养土、有机肥、缓释有机-无机复混肥等。本发明的方法工艺简单、操作方便、投资与成本都不高，易于规模化生产，处理过程中无臭味、废水等污染，重金属固定的稳定性高，从根本上解决了城镇污水厂污泥无害化、资源化利用的问题。
【专利说明】一种将城镇污水厂污泥处理成土地利用泥质的方法
【技术领域】
[0001]本发明属环境保护领域，涉及一种将城镇污水处理厂的污泥处理成可土地利用泥质的方法。
【背景技术】
[0002]2010年底，我国城镇生活污水设施处理能力已达到1.25亿立方米/日。根据《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，到2015年，我国污水处理规模将达2.08亿立方米/日。按此估算，每年产生的干污泥可达1100万吨左右；以污泥含水85%计，我国每年污泥实际产生量达7300万吨。
[0003]污泥是城镇污水处理厂在污水处理过程中产生的沉淀物质，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒及胶体等组成的极其复杂的非均质体。城镇污水处理厂污泥不仅含水量高，易腐烂，有强烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和二恶英等难以降解的有毒有害及致癌物质。污泥未经处理随意堆放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人类健康。我国城市污泥产生量的急剧增加，急需无害化处理和资源化处置。综合比较各种污泥处置方式，污泥土地利用应是一个最经济有效的方式。
[0004]污泥土地利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良的成分等优点，被认为是最有发展潜力的一种处置方式，这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理的土地利用，可减少污泥带来的负面效应，林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建，减少了污泥对人类生活的潜在威胁，既处置了污泥又恢复了生态环境。污泥土地利用正在成为世界各国主要的污泥处置方式，如英、美、法等许多国家城市污泥的土地利用率可达70%，污泥土地利用率在北美、欧洲、日本都在不断持续增加，而我国污`泥土地利用率还不到10%。
[0005]污泥中含有丰富的氮、磷、有机质和植物生产所需要的其他营养物质，但除了营养物质，污泥中还含有一些难降解的有机物、病原菌、寄生虫卵及重金属等有害物质，若处理不当会造成二次环境污染。由于连续施用污泥会显著增加土壤-植物系统中的重金属含量，所以重金属是限制污泥土地利用的主要因素之一。我国虽颁布了 GB24188— 2009《城镇污水处理厂污泥泥质》的强制性国家标准，但由于各地城镇中进入污水厂的污水不仅仅是生活污水，通常是综合生活污水、工业废水和入渗地下水三部分组成，来源复杂；污水处理厂一般都没有重金属脱除系统，导致污泥中的重金属含量不稳定或超标。
[0006]去除或降低城镇污水处理厂污泥中超标的重金属元素是有效处置和利用污泥的必须手段。目前主要研究的方法有:生物淋滤法、化学法、电动力修复法等。生物淋滤法是利用微生物(氧化亚铁硫杆菌)特有的氧化酶系统直接氧化金属硫化物，生成可溶性的硫酸盐或者利用其代谢物质与污泥中某些物质反应的产物来溶解重金属，此法受菌种稳定性的影响，生物淋滤滞留时间长。化学法是利用各种酸或有机络合剂对污泥处理，使形成可溶解的金属离子或络合物而去除重金属，该法操作复杂，成本高，在一定程度上可溶解污泥中的氮、磷和有机质，降低污泥的肥效。电化学法是利用电场使重金属通过离子迁移和电渗定向迁移而使之迁移出污泥，能耗低、修复彻底、可回收重金属，但对渗透性高、传导性差的污泥不适用，如果重金属已是不溶解物，电化学法更是无能为力。
[0007]固化/稳定技术(solidification/stabilization,简称S/S技术)被广泛地应用于重金属污染场地修复及固体废弃物填埋处理中。与其他修复技术(例如化学处理、生物修复)相比，固化/稳定技术有着相对成本较低、施工方便、处理后的地基土强度高以及对生物降解有良好阻碍的优点。正是由于这些优点，国际上十分关注此项技术。将此项技术应用到污泥无害化处理，是个极为诱人的课题。
[0008]重金属污染土壤的原位钝化修复技术也是国内外研究的热点。原位钝化修复技术是利用各种化学、生物等措施改变重金属污染物在污泥中的化学形态和赋存状态，从而降低重金属的生物有效性和迁移性，减少植物对重金属的吸收。原位钝化修复技术是一种经济、高效的污染治理技术，符合我国可持续农业发展的需要，受到土壤、环境学家越来越广泛的关注。
在原位钝化修复技术中的关键是钝化修复剂的选择，重金属钝化的长期稳定性必须考虑。如利用石灰稳定，是通过提高PH值来降低重金属的生物有效性，这种钝化是不稳定的，一旦土壤pH通过缓冲或其他因素降低，环境风险必将重现。
【发明内容】
[0009]本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种城镇污水处理厂污泥处理成土地利用泥质的方法。
[0010]城镇污水处理厂污泥中的重金属形态和生物有效性直接影响到污泥土地利用的安全性。我们在污泥无害化`、资源化利用的研究中，借用固化/稳定技术和原位钝化修复技术的成果，将污泥与盐城市拜尔仑环保科技有限公司研发的HMF型重金属固化剂(fixative)按一定比例混合、再进行高温好氧发酵。污泥经过好氧发酵处理后，病原菌灭活、有机物腐殖质化、重金属被固定，植物可利用形态养分增加，污泥的物理性状、卫生程度、溶解度、养分平衡等都得到很大改善，产品氮、磷、钾总养分，有机质含量都有了提高。
[0011]本发明的技术方案如下:
一种将城镇污水处理厂污泥处理成土地利用泥质的方法，它包括下列步骤:
步骤1，将计量好的HMF型重金属固化剂通过螺旋输送器加热至100~150°C，送入混合机，与已投入混合机内的污泥充分混合；
步骤2，将与热重金属固化剂混合好的污泥送入阳光发酵池内，喷洒好氧有益微生物菌剂，保持温度在50~65°C下进行好氧发酵，每天用翻抛机翻松物料一次，好氧发酵10天左右，即可使污泥充分熟化、脱水，得到合格的土地利用泥质。
[0012]上述的将城镇污水厂污泥处理成土地利用泥质的方法，步骤I中干污泥与HMF型重金属固化剂的质量分数比为1: 0.25~0.5。
[0013]上述的将城镇污水厂污泥处理成土地利用泥质的方法，所得到的土地利用泥质可用于园林绿化、林地建造，盐碱地、沙化地和废弃矿场的土壤改良，可生产苗木花卉营养土、有机肥、有机复混肥、缓释有机-无机复混肥等。
[0014]本发明的将城镇污水厂污泥处理成土地利用泥质的方法，工艺简单、操作方便、投资与成本都不高，易于规模化生产，处理过程中无臭味、废水等环境污染。最根本的是重金属固定的稳定性高，用本发明的方法处理城镇污水厂污泥后制成的缓释有机-无机复混肥，按照GB/T23349-2009《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标》的方法，用王水处理肥料试样，测得的重金属含量均很低。本发明从根本上解决了城镇污水厂污泥无害化、资源化利用的问题。
【具体实施方式】
[0015]以下用具体实施例来说明本发明的技术方案。
[0016]下述实施例中的分析数据除特别注明外，均按照国家相关标准规定检测。
[0017]实施例1
[0018]将100份重金属固化剂(HMF-21，由盐城市拜尔仑环保科技有限公司提供，下同)通过螺旋输送器加热至140~150°C送入混合机，与混合机内的4000份污泥(污泥含水约90%)充分混合；将与重金属固化剂混合好的污泥送入阳光发酵池内，喷洒好氧微生物有益菌剂(由盐城市拜尔仑环保科技有限公司提供，下同)，保持温度在50~65°C下进行好氧发酵，每天用翻抛机翻松物料一次，好氧发酵10天，即可使污泥充分熟化、脱水，得到910份(水分:45%)苗木花卉营养土。该营养土按照GB/T23349— 2009《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标》的方法，用王水处理肥料试样并检测，其重金属的质量分数远低于标准限量指标。检测结果如下:
【权利要求】
1.一种将城镇污水处理厂污泥处理成土地利用泥质的方法，其特征是它包括下列步骤: 步骤I，将计量好的HMF型重金属固化剂通过螺旋输送器加热至100~150°C，送入混合机，与已投入混合机内的污泥充分混合； 步骤2，将与热重金属固化剂混合好的污泥送入阳光发酵池内，喷洒好氧有益微生物菌剂，保持温度在50~65°C下进行好氧发酵，每天用翻抛机翻松物料一次，好氧发酵10天左右，即可使污泥充分熟化、脱水，得到合格的土地利用泥质。
2.根据权利要求1所述的将城镇污水厂污泥处理成土地利用泥质的方法，其特征是:步骤I中，干污泥与HMF型重金属`固化剂的质量分数比为1:0.25~0.5。
【文档编号】C02F11/02GK103771675SQ201310722324
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】邵荣, 张劲松, 许伟, 吴俊 , 丁建飞 申请人:盐城工学院, 张劲松