[发明专利]一种高效固定城市污泥中重金属铅的方法

说明书

本发明涉及高效固定城市污泥中重金属铅的方法，可以封闭重金属类污染物，限制其生化反应，有效地防止污染物对环境产生再次污染的问题，其解决的技术方案是，包括以下步骤：（1）城市污泥预处理；（2）材料选择；（3）确定污泥中各形态铅的含量；（4）确定水泥和碱石灰的最佳掺比；（5）制备改性水泥；本发明方法简便，操作方便，成本低，重金属铅的稳定效果十分明显，并通过该方法的实施改善土壤环境，处理效果好、零污染，适用于大量污泥的处置，可以封闭重金属类污染物，限制其生化反应，最有效地防止污染物对环境产生再次污染，是固定城市污泥中重金属铅的方法上的创新。

技术领域

本发明涉及城市污泥中重金属处理处置的技术领域，特别是一种高效固定城市污泥中重金属铅的方法。

背景技术

城市污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物。它的体积虽然只占到处理污水体积的相当小的部分，但是处理污泥所需要的费用却将近达到污水厂总运行费用的一半。最近几年，我国的污泥产生量持续增加，而且污泥容易发生腐败，有难闻性气味，污泥的含水率能达到99％。最近几年，国家领导不断重视环境的发展，严格要求工厂的污水达到排放标准了才能排放，但是污泥的处置方法仍然处于基础研究阶段。大部分污水处理厂大都运用直接排放、填埋的方法处理含有多种有害污染物的污泥，这种处置使污泥对环境以及人体健康都产生了不良影响。所以，积极的处置与处理污泥是当今社会十分必要和紧迫的任务。

当前，污泥填埋、倒海等处理方式对比污泥的农用以及园林绿化利用来说，这两种处置方法并不适用于我国现在的发展。污泥中大都含有丰富的有机物和元素，可以很好地改良土壤物理性状和作为良好的植物养分来源，所以污泥农用以及园林绿化利用可以说是一种最为节约成本、最有未来前景的处置方法。

目前世界面临的最大问题是污泥不能够最大化地利用，英国等地的利用率也仅在40％多。污泥中含有大量的重金属是污泥利用率下降的重要原因。我国污水处理厂的污泥中Pb、Cd、Cu、Mn等重金属元素含量经常超标，而且没有对这些污泥进行任何有效性地处理，这种做法就造成了污泥的利用率低，同时也再次污染了环境。所谓“有机”只是人为控制让产品不受农药等污染物的危害，但是如果土壤或污泥中含有的大量重金属通过根系进入食物中，人类的健康同样不可避免的受到危害。为了整个地球的和谐发展，不仅政府要积极地采取应对措施，个人也要从自身做起，尽量最小程度地向环境中排放重金属废物。如何将产量大、组分复杂多变的污泥，采用科学方法处理后，使其能够减量化、稳定化、无害化以及资源化，这一课题已引起学者的广泛关注。表1统计了我们国家从1994年到2001年污泥中重金属的含量。

表1我国城市污水处理厂污泥中重金属含量

水泥的出现基于人类在长期实践中的持续探索、不断积累，历史上建筑学的进步造就了它的发展。水泥是一种建筑用胶凝材料，有人说它是建筑的“粮食”，人类文明发展过程中离不开它，现代社会无论高楼大厦还是普通平房的建设都离不开他。现今，全球水泥产量已经达到20多亿吨，是当今社会必不可少的大宗产品。如何利用这种大众化产品降低污泥中重金属的毒性是值得学者们思考的问题。合理利用水泥稳定化处理污泥中的重金属，对于减少污泥中重金属对环境和人体的危害具有重要意义。

现阶段，水泥被广泛应用于固化/稳定化处理污泥重金属中。水泥在发生水化后体系的强度有所增强，pH也有所提高。水泥的水化不仅使废弃物的强度得到提高，而且很大程度上稳定了危险废弃物内部的有害污染物，降低了污染物的转移效率。

硅酸三钙是水泥熟料中含量最多的组分，通常占材料总量的50％左右，有时高达60％。硅酸钙的水化产物的化学成分不稳定，常随着水相中钙离子的浓度、温度、使用的添加剂、养护程度而发生改变，而且形态不固定。