公布日：2023.02.03
申请日：2022.10.28
分类号：C02F11/10(2006.01)I;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，是将污泥、粉状生物质及白云石粉末在混合机中充分搅匀后，将物料送入连续式回转炉，在550-700℃进行热处理，物料在转炉中的停留时间为30-60分钟，在此过程中，物料中的生物质热解产生焦油，焦油在白云石催化作用下发生高效裂解反应生成大量氢气，氢气与污泥中的重金属离子发生还原反应，变成无害的重金属元素，从而解决污泥检测重金属浸出试验不能达标排放的问题。能够被本发明还原处理的重金属离子有铅、铬、镍、锌、铜等金属活性排位在氢后的重金属离子。本发明可以实现连续无害化处理富含重金属离子污泥，有效提升了劳动生产率，降低了富含重金属离子污泥的处理成本。
权利要求书
1.一种连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，将富含重金属离子污泥和粉状生物质及白云石粉末混合均匀，加热以使生物质粉末发生热解反应产生焦油，焦油在白云石催化作用下发生裂解反应生成大量氢气，氢气与富含重金属离子污泥中的重金属离子发生还原反应，变成无害的重金属元素。
2.如权利要求1所述的连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，热解反应温度为550-700℃，处理时间30-60分钟。
3.如权利要求1所述连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，富含重金属离子污泥和粉状生物质的含水率低于15％wt。
4.如权利要求1所述的连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，富含重金属离子污泥、粉状生物质和白云石粉末按1.0-3.0：0.5-1.0：0.05-0.1的重量比混合。
5.如权利要求1所述的连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，热解在连续式回转炉中进行。
6.如权利要求1所述的连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，所述的重金属离子为金属活性排位在氢后的重金属离子。
7.如权利要求1所述的连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，所述的重金属离子包括铅、铬、镍、锌、铜。
8.如权利要求1所述的连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，其特征在于，经处理后的富含重金属离子污泥，在重金属浸出试验中，所述重金属离子检测浓度数据低于国家规定的环保标准50ppm。
发明内容
本发明涉及一种富含重金属离子污泥进行连续无害化处理的方法，由本发明处理的的有害污泥具有含碳量高、处理过程连续高效的优点，可广泛应用于有害固废治理领域。具体地说是一种通过添加催化剂催化裂解热解焦油制氢、氢气还原处理富含重金属离子污泥的方法，该方法利用高温热化学反应连续处理富含重金属离子污泥，使其达到国家环保标准。
本发明的技术方案为：一种连续无害化处理富含重金属离子污泥的方法，将富含重金属离子污泥和粉状生物质及白云石粉末混合均匀，加热以使生物质粉末发生热解反应产生焦油，焦油在白云石催化作用下发生裂解反应生成大量氢气，氢气与富含重金属离子污泥中的重金属离子发生还原反应，变成无害的重金属元素。
热解反应温度为550-700℃，处理时间30-60分钟。
富含重金属离子污泥和粉状生物质的含水率低于15％wt。
富含重金属离子污泥、粉状生物质和白云石粉末按1.0-3.0：0.5-1.0：0.05-0.1的重量比混合。
热解在连续式回转炉中进行。
所述的重金属离子为金属活性排位在氢后的重金属离子。
所述的重金属离子包括铅、铬、镍、锌、铜。
经处理后的富含重金属离子污泥，在重金属浸出试验中，所述重金属离子检测浓度数据低于国家规定的环保标准50ppm。
有益效果：
本发明技术在污泥中添加一定比例的生物质原料和采用白云石作为催化剂，添加生物质原料改善了污泥固定碳含量低的缺陷，有利于污泥的高附加值加工利用，比如制备功能活性炭成为可能。同时，采用白云石作为催化剂，可以在较低的裂解温度下(常规的焦油裂解温度高于1000℃，催化裂解温度降低至550-700℃)催化裂解生物质热解产生的焦油，产生大量氢气，短时间内即可充分满足污泥中的重金属离子还原反应需要，因此可以实现连续无害化处理富含重金属离子污泥，有效提升了劳动生产率，降低了富含重金属离子污泥的处理成本，具体来说：
(1)本发明首次将焦油催化裂解技术应用于富含重金属离子污泥的处理过程，将生物质焦油裂解温度从1000℃以上降低至550-700℃，在污泥的热化学处理过程中，能有效地产生大量氢气，短时间内即可充分满足污泥中的重金属离子还原反应需要，保证了低成本连续达标处理富含重金属离子污泥。
(2)本发明利用添加一定比例的生物质原料和污泥同时进行热处理，相当于对污泥进行了增碳处理，有利于污泥的后续高附加值加工利用，比如制备功能活性炭成为可能。
(3)本发明采用的制备工艺，对生产设备无任何腐蚀，基本上无环境污染。
（发明人：刘石彩;王亚利;王傲;许伟;卢辛成）