[发明专利]一种新型生物淋滤处理污泥中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种大幅度降低污泥中重金属含量并减少生物淋滤菌种培养的新型生物淋滤处理污泥中重金属技术。

背景技术

城市污泥是指污水处理厂所产生的固态、半固态及液态的废弃物，1998年我国已将废水处理污泥收入《国家危险废物名录》。由于活性污泥法废水处理工艺，产生的剩余污泥量约占处理水量的0.3%-0.5%（含水率以97%计），故产生的污泥数量十分巨大。城市污泥大量产生，污泥土地利用应用前景广阔，城市污泥的处理与资源化已成为日益突出的环境问题。如何将产量巨大、成分复杂的污泥无害化、资源化，已成为世界环境界深为瞩目的课题之一。

而污泥中的重金属难迁移、危害大等特点一直是限制污泥利用的主要原因。污泥的来源广泛，所以不可避免的含有一些对环境和生物有害的物质。因为污水经过二级处理后，其50%以上的重金属离子转移到污泥中，因此城市污泥中一般都或多或少地含有一定量的Zn、Cu、Ni、Cr、Hg等重金属。如果污泥中的重金属未经处理而直接随污泥进入土壤中，不同类型的重金属对植物产生的危害情况有所不同；同种金属，由于在污泥中存在的形态不同，其迁移转化特点和污染性质、危害程度也不同。微生物一般不能降解重金属，相反的，某些重金属可以在土壤微生物的作用下转化为金属有机化合物(如甲醛汞等)，产生更大的毒性。植物从被污染的土壤中吸收重金属，可经过食物链进入人体，并在人体内成千倍的富集起来，产生慢性或急性中毒。在污泥资源化进程中，污泥中重金属含量应作为一项重要的考察指标。在活性污泥法处理污水过程中，污水中重金属通过细菌累计、细菌和矿物颗粒表面吸附、以及同一些无机盐(如磷酸盐、硫酸盐等)共沉淀等多种途径，使进水中大部分重金属浓缩在产出的污泥中。

污泥的生物淋滤技术，即利用特异化能自养型的嗜酸性硫杆菌的催化氧化作用从而降低污泥体系中的pH，使未溶解的重金属从固相溶出进入液相，再通过污泥脱水，而达到去除污泥中重金属的目的。现有的污泥中重金属处理技术无论是物理法还是化学法大多存在着处理效果差、处理成本高等问题。生物淋滤法以其运行成本低、重金属去除效率高，实用性强等优点日益受到重视。目前，我国对生物淋滤法的研究主要集中在传统生物淋滤的试验研究，传统生物淋滤法处理污泥中重金属具有处理效率高，实用性强等优势，但也存在运行管理费用相对较高，生物淋滤菌种对环境要求较高，生物淋滤菌种生长缓慢等问题。

因此，针对传统生物淋滤法特点及目前生物淋滤法面临的实际困境，开发出将生物淋滤后底泥进行循环利用处理污泥中重金属的新型生物淋滤方法。

发明内容

本发明的目的是利用处理后污泥自身含有大量的生物淋滤菌种，通过控制污泥循环比例和循环处理时间，提供一种高效、节能、低投资、低成本，方便操作与管理，适用地域广泛的生物淋滤处理污泥中重金属新技术。

本发明的技术解决方案是先将污泥进行传统生物淋滤，污泥中重金属含量达到国家污泥排放标准后根据待处理污泥情况，保留5%-50%的剩余污泥，从而利用剩余污泥中含有的大量生物淋滤菌种进行生物淋滤处理，如此循环往复降低污泥中重金属含量。经过3-6个循环周期后将底物浓度降低至2-8mg/l。

在污泥反应的过程中，通过控制反应温度在28-35℃、PH值2-2.5、溶解氧2-3mg/L，可有助于微生物的生长，保证对污泥中重金属的去除效果。

本发明的重金属平均去除率可达80%以上，满足我国污泥农用标准对污泥农用重金属含量的要求。淋滤后剩余污泥可循环利用，无需进行生物淋滤细菌的二次培养。

具体实施方式

实施例1：

取一定量经生物淋滤处理后的污泥，放置于生物淋滤反应器中,再放入未经处理的污泥直接进行生物淋滤实验，反应过程中反应器内无需再投加生物淋滤菌种。同时控制生物淋滤过程中的温度35℃、pH值2.5、溶解氧3 mg/L，周期检测污泥中重金属含量，待污泥中重金属含量下降至国家规定的相关标准后，排出50%-95%的污泥，再利用反应器内的剩余污泥进行下一个淋滤处理周期。重金属的去除率为72%。

   实施例2

取一定量经生物淋滤处理后的污泥，放置于生物淋滤反应器中,再放入未经处理的污泥直接进行生物淋滤实验，反应过程中反应器内无需再投加生物淋滤菌种。同时控制生物淋滤过程中的温度28℃、pH值2、溶解氧2 mg/L，周期检测污泥中重金属含量，待污泥中重金属含量下降至国家规定的相关标准后，排出50%-95%的污泥，再利用反应器内的剩余污泥进行下一个淋滤处理周期。重金属的去除率为80%。