公布日：2023.07.28
申請日：2023.04.12
分類號：C02F11/12(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種降低污泥基生物炭重金屬含量的方法。涉及污泥資源化處理技術領域。上述降低污泥基生物炭重金屬含量的方法，包括以下步驟：S1向待處理污泥中加入過硫酸鹽；S2將S1處理后的污泥依次進行脫水處理、干燥處理和破碎處理，得到污泥粉末；S3硫化上述污泥粉末，并進行浮選處理，得到浮選尾礦；S4干燥上述浮選尾礦，并在保護氣氛下熱解浮選尾礦，得到污泥基生物炭。本發(fā)明采用先預氧化‑再球磨硫化‑最后再浮選‑熱解的工藝，不但可以去除污泥中的重金屬、實現(xiàn)有害金屬元素的固化，還能同步實現(xiàn)含重金屬污泥的資源化和無害化，實現(xiàn)對市政污泥的無害資源化處理。
權利要求書
1.一種降低污泥基生物炭重金屬含量的方法，其特征在于：包括以下步驟：S1向待處理污泥中加入過硫酸鹽；S2將S1處理后的污泥依次進行脫水處理、干燥處理和破碎處理，得到污泥粉末；S3硫化所述污泥粉末，并進行浮選處理，得到浮選尾礦；S4干燥所述浮選尾礦，并在保護氣氛下熱解浮選尾礦，得到污泥基生物炭。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述過硫酸鹽包括過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的至少一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述過硫酸鹽的用量為3-9g/L。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2中，干燥處理的溫度為90-120℃。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2中，經(jīng)過破碎處理的污泥粉末，直徑為1-5mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S3中，硫化所述污泥粉末，具體包括以下步驟：混合硫源和所述污泥粉末，經(jīng)球磨5-10h，得到硫化后的污泥粉末。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S3中，還包括添加捕收劑進行浮選處理的步驟，捕收劑包括異丁黃藥、乙硫氮、丁銨黑藥和乙硫氨酯中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于：所述捕收劑的用量為100-300g/t。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S4中，干燥所述浮選尾礦后，浮選尾礦的含水率不大于30wt％。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S4中，熱解浮選尾礦的溫度為550-650℃。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是：
提供一種降低污泥基生物炭重金屬含量的方法。
為了解決所述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：
一種降低污泥基生物炭重金屬含量的方法，包括以下步驟：
S1向待處理污泥中加入過硫酸鹽；
S2將S1處理后的污泥依次進行脫水處理、干燥處理和破碎處理，得到污泥粉末；
S3硫化所述污泥粉末，并進行浮選處理，得到浮選尾礦；
S4干燥所述浮選尾礦，并在保護氣氛下熱解浮選尾礦，得到污泥基生物炭。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述技術方案中的一個技術方案至少具有如下優(yōu)點或有益效果之一：
本發(fā)明采用先預氧化-再球磨硫化-最后再浮選-熱解的工藝，不但可以去除污泥中的重金屬、實現(xiàn)有害金屬元素的固化，還能同步實現(xiàn)含重金屬污泥的資源化和無害化，實現(xiàn)對市政污泥的無害資源化處理。
本發(fā)明針對現(xiàn)有市政污泥基生物炭因重金屬超標而難以進行資源化利用的困境，提供一種可普遍應用于污水處理廠污泥基生物炭制備的、降低污泥基生物炭中重金屬含量的污水處理廠污泥資源化處理方法。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述過硫酸鹽包括過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的至少一種。通過投入過硫酸鹽，從而能夠將污泥中重金屬氧化成重金屬氧化物。此外，過硫酸鹽作為非選擇性氧化劑，不但對污泥起一定的氧化作用，還可以降低污泥的含水率，改善污泥脫水性能
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述過硫酸鹽的用量為3-9g/L。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，過硫酸鹽的用量選自以下任一種濃度或者任兩種濃度構成的濃度區(qū)間：3g/L、3.5g/L、4g/L、4.5g/L、5g/L、5.5g/L、6g/L、6.5g/L、7g/L、7.5g/L、8g/L、8.5g/L、9g/L。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S2中，干燥處理的溫度為90-120℃。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，干燥處理的溫度選自以下任一種溫度或者任兩種溫度構成的溫度區(qū)間：90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S2中，經(jīng)過破碎處理的污泥粉末，直徑為1-5mm。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，經(jīng)過破碎處理的污泥粉末，其直徑選自以下任一種直徑或者任兩種直徑構成的區(qū)間：1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S3中，硫化所述污泥粉末，具體包括以下步驟：混合硫源和所述污泥粉末，經(jīng)球磨5-10h，得到硫化后的污泥粉末。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，硫源包括黃鐵礦。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，球磨的時間，選自以下任一種時間或者任兩種時間構成的區(qū)間：5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h、10h。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，硫化所述污泥粉末，具體包括以下步驟：稱量10％-20％質量百分數(shù)的黃鐵礦和干化后的所述污泥粉末，將兩者共同置于球磨罐中球磨，使其充分混合。
通過球磨，能夠使污泥中的重金屬得到有效的硫化，此外，利用球磨還能將污泥中的重金屬硫化物與其他物質解離。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S3中，還包括添加捕收劑進行浮選處理的步驟，捕收劑包括異丁黃藥、乙硫氮、丁銨黑藥和乙硫氨酯中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述捕收劑的用量為100-300g/t。其中，/t是指每噸經(jīng)硫化后的污泥粉末。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，捕收劑的用量選自以下任一種濃度或者任兩種濃度構成的濃度區(qū)間：100g/t、110g/t、120g/t、130g/t、140g/t、150g/t、160g/t、170g/t、180g/t、190g/t、200g/t、210g/t、220g/t、230g/t、240g/t、250g/t、260g/t、270g/t、280g/t、290g/t、300g/t。
通過添加捕收劑，改變污泥顆粒表面疏水性，從而使含重金屬硫化物的單體污泥顆粒黏附于氣泡上。進一步的，添加捕收劑還能使得市政污泥中的重金屬得以去除，從而得到穩(wěn)定化的固化混合精礦和重金屬含量達標的浮選尾礦。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，在浮選處理的過程中，還添加有起泡劑。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，起泡劑的用量為50-150g/t。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，起泡劑的用量選自以下任一種濃度或者任兩種濃度構成的濃度區(qū)間：50g/t、55g/t、60g/t、65g/t、70g/t、75g/t、80g/t、85g/t、90g/t、95g/t、100g/t、105g/t、110g/t、115g/t、120g/t、125g/t、130g/t、135g/t、140g/t、145g/t、150g/t。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，起泡劑包括松醇油。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S4中，干燥所述浮選尾礦時，干燥的溫度為90-120℃。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S4中，干燥處理的溫度選自以下任一種溫度或者任兩種溫度構成的溫度區(qū)間：90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S4中，干燥所述浮選尾礦后，浮選尾礦的含水率不大于30％。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，步驟S4中，熱解浮選尾礦的溫度為550-650℃。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，熱解浮選尾礦的溫度選自以下任一種溫度或者任兩種溫度構成的溫度區(qū)間：550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，熱解浮選尾礦的步驟，具體包括：通有質量分數(shù)99％以上的氮氣或氬氣惰性氣體的熱解爐中，以升溫速率10-15℃/min升溫至550-650℃，保溫30-50min，然后自然冷卻到室溫，得到處理后的產(chǎn)物污泥基生物炭。
（發(fā)明人：楊添奇;成一知;羅君偉;李小明;紀智慧;楊易霖;蔡壽山;張涌濤;王偉）
