本發(fā)明涉及一種去除污泥中重金屬的方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著城市規(guī)模的不斷擴大和城鎮(zhèn)化進程的不斷加速，城市污水產(chǎn)量不斷增加，大量新建的污水處理廠投入運行，產(chǎn)生了大量的污泥。據(jù)國家統(tǒng)計局2016年公布的中國統(tǒng)計年鑒顯示，2015年年末我國城市污水處理廠日處理能力達到1.38億立方米，比2014年年末增長5.3％；城市污水處理率達到91.0％，提高0.8個百分點。據(jù)此估算，2015年污泥總產(chǎn)量將達到5500萬噸/年(按污泥含水量80％計)，如此巨大數(shù)量的污水污泥亟待妥善處理與處置。城市污泥中因富含各類氮、磷、鉀和有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，是良好的有機肥料資源。污泥可以作為有機肥料進行利用，具有促進農(nóng)作物生長、增加土壤肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)，如果將污泥進行農(nóng)用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

污泥中含有種類繁多的重金屬，污泥中的重金屬含量超標是制約污泥土地利用的最大障礙，當重金屬超標的污泥應用于土地利用時，將會引起土壤重金屬污染、地下水重金屬污染、農(nóng)作物重金屬污染。重金屬元素及其形成的化合物在自然界中很難降解，一旦進入土壤很難去除，會通過滲濾作用和植物吸收通過食物鏈無害人類的身體健康。因此，去除污泥中重金屬實現(xiàn)城市污泥農(nóng)用資源化就顯得極為重要和亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有處理重金屬的方法對環(huán)境產(chǎn)生二次污染、處理的污泥量有限的技術(shù)問題，提供了一種以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量方法。

以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量的方法如下：

一、反應：將污泥烘干粉碎并過篩后加入到反應器中，加入槐糖脂和氯化鉀混合液，槐糖脂和氯化鉀混合液中槐糖脂與氯化鉀的體積比為1:1，槐糖脂濃度為1g/L-2g/L，氯化鉀濃度為0.02mol/L，槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為10:1-50:1，在溫度為20℃-30℃的條件下，以150rmp/min-200rmp/min的速度攪拌反應20h-24h，得泥水混合液；

二、固液分離：將步驟一的泥水混合液靜置10h-24h，然后以8000rpm/min的離心轉(zhuǎn)速離心15min-20min，即完成以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量。

步驟一中將污泥烘干粉碎并過100-200目篩。

生物表面活性劑應用到污泥中重金屬去除，取決于污泥的性質(zhì)與土壤不同，污泥的主要性質(zhì)有：污泥的有機質(zhì)含量較高(通常為40％-50％左右)，無機物含量較少(低于10％)；同時污泥中含有大量的營養(yǎng)元素(氮、磷、鉀)，而土壤中含有較高的無機質(zhì)，有機質(zhì)含量相對較少，營養(yǎng)元素的含量也遠遠低于污泥中營養(yǎng)元素的含量，為了實現(xiàn)污泥農(nóng)用，需要將污泥中的重金屬實現(xiàn)去除。

生物表面活性劑去除污泥中重金屬與土壤中重金屬原理的差異：

要實現(xiàn)污泥中重金屬具有較高的去除效果，必須將污泥中內(nèi)部的重金屬進行釋放，生物表面活性劑能將污泥中的部分有機質(zhì)(蛋白質(zhì)、脂類、糖類)溶解，將污泥內(nèi)部的重金屬釋放到溶液中；降低表面張力，增加重金屬的溶解性；同時通過表面存在的功能基團(羧基、羥基等)與重金屬發(fā)生絡(luò)合反應，進一步提高污泥中重金屬的去除效率；另外，生物表面活性劑對污泥中重金屬的可氧化態(tài)和殘渣態(tài)具有較高的去除效果，在一定程度上增加了重金屬的去除效率。

生物表面活性劑在去除有機物方面(石油、有毒有害有機物)的原理：

生物表面活性劑一方面可以充分乳化烴類，使底物得以很好的分散，增加油類物質(zhì)的分散程度；另一方面可以改變油類物質(zhì)的疏水性，使其溶解于水中，增加油類物質(zhì)的水溶性。

本發(fā)明的目的在于提供一種以槐糖脂和氯化鉀作為洗滌劑實現(xiàn)污泥中重金屬減量化的方法，該生物表面活性劑來源于微生物發(fā)酵產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物，具有環(huán)境相容性好、功能基團多、能自然降解，不會產(chǎn)生二次污染等特點；氯化鉀具有較高的離子置換強度；本發(fā)明具有操作簡單、無需調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH、重金屬去除率高等特點，為污泥資源化提供可靠的技術(shù)支撐。

經(jīng)過分析測試，本發(fā)明方法對污泥中重金屬Zn的去除率為60％-75％，Cu的去除率為60％-73％，處理后的污泥滿足我國污泥農(nóng)用標準。

具體實施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量的方法如下：

一、反應：將污泥烘干粉碎并過篩后加入到反應器中，加入槐糖脂和氯化鉀混合液，槐糖脂和氯化鉀混合液中槐糖脂與氯化鉀的體積比為1:1，槐糖脂濃度為1g/L-2g/L，氯化鉀濃度為0.02mol/L，槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為10:1-50:1，在溫度為20℃-30℃的條件下，以150rmp/min-200rmp/min的速度攪拌反應20h-24h，得泥水混合液；

二、固液分離：將步驟一的泥水混合液靜置10h-24h，然后以8000rpm/min的離心轉(zhuǎn)速離心15min-20min，即完成以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中將污泥烘干粉碎并過100-200目篩。其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是步驟一中槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為15:1。其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是步驟一中槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為20:1。其他與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是步驟一中槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為25:1。其他與具體實施方式一至四之一相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一不同的是步驟一中槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為30:1。其他與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一至六之一不同的是步驟一中槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為40:1。其他與具體實施方式一至六之一相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一至七之一不同的是步驟一中溫度為25℃。其他與具體實施方式一至七之一相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一至八之一不同的是步驟一中溫度為28℃。其他與具體實施方式一至八之一相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式一至九之一不同的是步驟一中以180rmp/min的速度攪拌反應22h。其他與具體實施方式一至九之一相同。

采用下述實驗驗證本發(fā)明效果：

實驗一：

以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量的方法如下：

一、反應：將污泥于105℃下烘干粉碎并過100目篩后加入到反應器中，加入槐糖脂和氯化鉀混合溶液(槐糖脂與氯化鉀的體積比為1:1，槐糖脂濃度為1g/L，氯化鉀濃度為0.02mol/L)，槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為10:1，在溫度為22℃的條件下，以150rmp/min的速度攪拌反應24h，得泥水混合液；

二、固液分離：將步驟一的泥水混合液靜置24h，然后以8000rpm/min的離心轉(zhuǎn)速離心15min，即完成以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬的減量。

經(jīng)過分析測試，本發(fā)明方法對污泥中重金屬Zn的去除率為60％，Cu的去除率為60％，處理后的污泥滿足我國污泥農(nóng)用標準。

實驗二：

以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量的方法如下：

一、反應：將污泥于105℃下烘干粉碎并過100目篩后加入到反應器中，加入槐糖脂和氯化鉀混合溶液(槐糖脂與氯化鉀的體積比為1:1，槐糖脂濃度為1g/L，氯化鉀濃度為0.02mol/L)，槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為20:1，在溫度為25℃的條件下，以200rmp/min的速度攪拌反應24h，得泥水混合液；

二、固液分離：將步驟一的泥水混合液靜置24h，然后以8000rpm/min的離心轉(zhuǎn)速離心18min，即完成以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬的減量。

經(jīng)過分析測試，本發(fā)明方法對污泥中重金屬Zn的去除率為70％，Cu的去除率為68％，處理后的污泥滿足我國污泥農(nóng)用標準。

實驗三：

以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬減量的方法如下：

一、反應：將污泥于105℃下烘干粉碎并過100目篩后加入到反應器中，加入槐糖脂和氯化鉀混合溶液(槐糖脂與氯化鉀的體積比為1:1，槐糖脂濃度為2g/L，氯化鉀濃度為0.02mol/L)，槐糖脂和氯化鉀混合液與污泥的液固比為30:1，在溫度為28℃的條件下，以180rmp/min的速度攪拌反應24h，得泥水混合液；

二、固液分離：將步驟一的泥水混合液靜置24h，然后以8000rpm/min的離心轉(zhuǎn)速離心20min，即完成以槐糖脂和氯化鉀為洗滌劑的污泥中重金屬的減量。

經(jīng)過分析測試，本發(fā)明方法對污泥中重金屬Zn的去除率為75％，Cu的去除率為73％，處理后的污泥滿足我國污泥農(nóng)用標準。

實驗四(對比試驗)：

以槐糖脂為洗滌劑的污泥中重金屬減量的方法如下：

一、反應：將污泥于105℃下烘干粉碎并過100目篩后加入到反應器中，加入槐糖脂濃度為1g/L的槐糖脂水溶液，槐糖脂水溶液與污泥的液固比為30:1，在溫度為22℃的條件下，以150rmp/min的速度攪拌反應24h，得泥水混合液；

二、固液分離：將步驟一的泥水混合液靜置24h，然后以8000rpm/min的離心轉(zhuǎn)速離心15min，即完成以槐糖脂為洗滌劑的污泥中重金屬的減量。

經(jīng)過分析測試，對污泥中重金屬Zn的去除率為46％，Cu的去除率為37％，處理后的污泥滿足我國污泥農(nóng)用標準，重金屬去除率低于實驗三。