申请日2013.01.25
公开(公告)日2013.05.15
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明公开了一种利用天然石灰石固定污泥重金属的方法。该方法将天然石灰石打碎至粒径5～40mm的石砾，将石砾置于有孔塑料袋的底部，再加入污泥，放置在作物的旁边，石砾与污泥的质量比为10～30：1000;每周淋一次水，每千克干污泥的淋水量为5L，每月采集0.1～1.0L淋出液，测定淋出液中重金属和养分的含量;当污泥的养分释放完毕或者需要处理污泥残渣时，收起污泥固体残渣，进行后续处理处置。本发明利用石灰石的碱度缓冲污泥变酸的进程，使污泥保持在较高的pH值，从而吸附重金属，减少重金属的释放;并在用量、放置方式和粒径大小方面来确定固定污泥重金属的最佳效果，从而解决目前固定污泥重金属普遍存在的成本高和效果不持久的问题。
权利要求书
1.一种利用天然石灰石固定污泥重金属的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将天然石灰石打碎至粒径5～40mm的石砾，将石砾置于有孔塑料袋 的底部，再加入污泥，放置在作物的旁边，石砾与污泥的质量比为10～30：1000; 每周淋一次水，每千克干污泥的淋水量为5L，每月采集0.1～1.0L淋出液，测 定淋出液中重金属和养分的含量;
(2)当污泥的养分释放完毕或者需要处理污泥残渣时，收起污泥固体残渣， 进行后续处理处置。
2.根据权利要求1所述的利用天然石灰石固定污泥重金属的方法，其特征 在于：步骤(1)中所述的石砾与污泥的质量比为20：1000。
3.根据权利要求1所述的利用天然石灰石固定污泥重金属的方法，其特征 在于：步骤(2)中所述的污泥的养分释放完毕或者需要处理污泥残渣的时间为 0.5～2年。
4.根据权利要求1所述的利用天然石灰石固定污泥重金属的方法，其特征 在于：步骤(2)中所述的后续处理为林业利用、卫生安全填埋或回收金属。
说明书
一种利用天然石灰石固定污泥重金属的方法
技术领域
本发明属于固体废物处理和利用领域，特别涉及一种利用天然石灰石固定 污泥重金属的方法。
背景技术
土地利用是英美等国污泥主要处理方式，但污泥重金属的污染问题也不容 忽视。经不同稳定化处理后，污泥不同重金属不稳定形态的含量可能更低，而 稳定态含量更高。国内外对污泥进行稳定化处理的方式有很多，如厌氧消化处 理、微波照射、吸附固定、化学或生物制剂固定、固化处理等，但这些处理方 式存在成本高、效果不持久、易造成二次污染等问题。如果找到一种成本低且 效果持久的处理方法，可使城市污泥更好地应用于农林业。目前，没有找到一 种成本低且效果持久的、能够固定污泥中重金属的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种利用天然石灰石 固定污泥重金属的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种利用天然石灰石固定污泥重金 属的方法，具体包括以下步骤：
(1)将天然石灰石打碎至粒径5～40mm的石砾，将石砾置于有孔塑料袋 的底部，再加入污泥，放置在作物的旁边，石砾与污泥的质量比为10～30：1000; 每周淋一次水，每千克干污泥的淋水量为5L，每月采集0.1～1.0L淋出液，测 定淋出液中重金属和养分的含量;
(2)当污泥的养分释放完毕或者需要处理污泥残渣时，收起污泥固体残渣， 进行后续处理处置;
步骤(1)中：
所述的天然石灰石主要是作为污泥中重金属的固定剂，固定污泥中的重金 属;
所述的石砾与污泥的质量比优选为20：1000;
步骤(2)中：
所述的污泥的养分释放完毕或者需要处理污泥残渣的时间为0.5～2年;
所述的后续处理优选为林业利用、卫生安全填埋或回收金属;
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明利用石灰石的碱度缓冲污泥变酸的进程，使污泥保持在较高的 pH值(>5.5)，从而吸附重金属，减少重金属的释放;并在用量、放置方式和粒 径大小方面来确定固定污泥重金属的最佳效果，从而解决目前固定污泥重金属 普遍存在的成本高和效果不持久的问题。
(2)石灰石为天然物质，价格低廉，无毒无害，环境友好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于 此。
实施例1
污泥来源于广州某污水处理厂;天然石灰石来源于广东佛冈一石灰石采石 场;
(1)将天然石灰石打碎至粒径5～40mm的石砾，将20g石砾置于有孔塑 料袋的底部，再加入1000g污泥，放置在作物的旁边;每周淋一次水，淋水量 为5L，并测定淋出液体积(L);每月采集0.1L淋出液测定(采用GB/T7475-1987 方法;下同。)淋出液中重金属的含量;0.5年后，将每次测定淋出液中重金属 的含量进行累加，得出淋出液中重金属的总量;
(2)当污泥的养分释放基本完毕时(0.5年)，收起污泥固体残渣，进行卫 生安全填埋;结果见表1。
实施例2
污泥来源于广州某污水处理厂;天然石灰石来源于广东佛冈一石灰石采石 场;
(1)将天然石灰石打碎至粒径5～40mm的石砾，将10g石砾置于有孔塑 料袋的底部，再加入1000g污泥，放置在作物的旁边;每周淋一次水，淋水量 为5L，并测定淋出液体积(L);每月采集0.5L淋出液测定淋出液中重金属的含 量;1.5年后，将每次测定淋出液中重金属的含量进行累加，得出淋出液中重金 属的总量;
(2)当污泥的养分释放基本完毕时(1.5年)，收起污泥固体残渣，进行林 业利用;结果见表1。
实施例3
污泥来源于广州某污水处理厂;天然石灰石来源于广东佛冈一石灰石采石 场;
(1)将天然石灰石打碎至粒径5～40mm的石砾，将30g石砾置于有孔塑 料袋的底部，再加入1000g污泥，放置在作物的旁边;每周淋一次水，淋水量 为5L，并测定淋出液体积(L);每月采集1.0L淋出液测定淋出液中重金属的含 量;1.0年后，将每次测定淋出液中重金属的含量进行累加，得出淋出液中重金 属的总量;
(2)当需要处理污泥残渣时(1.0年)，收起污泥固体残渣，进行卫生安全 填埋;结果见表1。
表1实施例1～3对污泥淋出液Zn、Cu、Cd、Pb总量(mg)的影响结果
注：数据为平均值±标准偏差;同一行数据相同字母间无显著差异(P=0.05， n=4)。
从表1可以看出，实施例1～3能够有效固定污泥中的重金属，在利用污泥 中肥分的同时，保护土壤环境，对环境保护和废物资源利用具有十分积极的意义。
对比实施例1
污泥来源于广州某污水处理厂;天然石灰石来源于广东佛冈一石灰石采石 场;
(1)将天然石灰石打碎至粒径≤0.15mm的石砾，将0g、50g、100g、200g 石砾分别置于有孔塑料袋的底部，再加入5000g污泥(含水量约80%)，放置在 作物的旁边;每周淋一次水，淋水量为5L，并测定淋出液体积(L)，同时测定 淋出液中重金属的含量(采用GB/T7475-1987方法);1年后，将每次测定淋出 液中重金属的含量进行累加，得出淋出液中重金属的总量;
(2)当污泥的养分释放基本完毕时(1年)，收起污泥固体残渣，当作垃圾 填埋处理。
由表2可以看出，加入不同用量石灰石后，污泥淋出液中Zn、Cu、Cd、Pb 总量(mg)均显著下降，加入不同用量石灰石对污泥淋出液Cu、Cd、Pb总量(mg) 无显著差异，加入200g石灰石后的污泥淋出液Zn总量(mg)显著低于加入50g 石灰石的处理，但与100g石灰石处理无显著差异。
表2不同用量石灰石对污泥淋出液Zn、Cu、Cd、Pb总量(mg)的影响结果
注：数据为平均值±标准偏差;同一行数据相同字母间无显著差异(P=0.05， n=4)
根据该实验结果，在保证固定污泥重金属效果的前提下，选择加入较少量石 灰石，即5000g污泥加入100g石灰石作为石灰石合适的用量。
对比实施例2
设置石灰石不同的放置方式，方式一：100g天然石灰石(粒径≤0.15mm) 与新鲜脱水污泥(含水量约80%)5kg混合;方式二：100g石灰石置于5kg污泥 底部，并设不加石灰石空白对照;其余同对比实施例1。
由表3可知，石灰石不同放置方式下，污泥淋出液Zn、Cd和Pb总量(mg) 均显著低于对照;将石灰石与污泥混合后可显著降低淋出液Cu总量(mg)，但与 底部处理(即将石灰石置于污泥底部)相比无显著差异;
表3石灰石不同放置方式对污泥淋出液Zn、Cu、Cd、Pb总量(mg)的影响结果
注：数据为平均值±标准偏差;同一行数据相同字母间无显著差异(P=0.05， n=4);
根据实验二实验结果，在保证固定污泥重金属效果的前提下，选择更简单的 加入方式(即将石灰石置于污泥底部)进行石灰石不同粒径实验。具体如实验三。
对比实施例3
将20g不同粒径石灰石(≤0.15mm，0.15～1.0mm，1.0～5mm，5～20mm， 20～40mm)置于1000g污泥底部，并设空白对照;试验时间为0.5年，其余同对 比实施例1。
由表4可知，加入粒径为5～20mm或20～40mm的石灰石后，污泥淋出液 Zn、Cd、Cu和Pb总量(mg)均显著低于对照;其余粒径只是在降低某几种(<4 种)重金属时有显著效果;
表4不同粒径石灰石对污泥淋出液Zn、Cu、Cd、Pb总量(mg)的影响结果
注：数据为平均值±标准偏差;同一行数据相同字母间无显著差异(P=0.05， n=4)。
因此本试验得到的最佳技术方案为：每kg污泥(含水量约80%)用粒径 为5～40mm的石灰石20g放置在污泥的底部，用于固定污泥重金属。
结论：本发明提供的低成本技术方案能够有效固定污泥中的重金属，在利用 污泥中肥分的同时，保护土壤环境，对环境保护和废物资源利用具有十分积极的 意义。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。