去除城市污泥中重金属的淋洗剂

摘要

本发明涉及一种去除城市污泥中重金属的淋洗剂，组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：将50～500份的多元醇磷酸酯、10～50份的聚马来酸酐、136～272份的氯化锌和95000～99000份的水在混合釜中混合搅拌，搅拌速度为120～180转/分钟，温度为30℃～40℃，搅拌时间为10～20分钟。所述聚马来酸酐为分子量400～600的聚马来酸酐。当聚马来酸酐的用量≤30份时，混合后的溶液pH值为4.5～6。当聚马来酸酐的用量＞30份时，用氢氧化钠固体调混合后溶液的pH值至8～9。本发明所述的淋洗剂既能洗脱重金属，又不会对环境和水体造成伤害，同时还能富集重金属，有效成分用量小而带来的经济效益显著，成本低廉；重金属可通过后续处理富集；操作简单，适用广泛。

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除城市污泥中重金属的淋洗剂，尤其是一种用于处理高重金属含量的城市污泥的淋洗剂，属于重金属污染土壤和污泥的修复领域。

背景技术

城市污泥是指城市生活污水、工业废水处理过程中产生的固体废弃物，是城市污水处理厂的连续性产物，源源不断。近年来，随着城镇化进程的加快和工业的发展，城市污水处理率的不断提高，城市污泥的产量也迅速增加。城市污泥含有丰富的氮、磷及微量元素，是肥料和土壤改良剂的优质基料。然而污泥一般含有较多的重金属，在利用过程中易对土壤、地下水、植物等造成污染和损害。对生态环境的潜在破坏风险是制约城市污泥大量使用的最大障碍。因此，如何去除或降低城市污泥中重金属含量已经成为城市污泥处理和资源化利用必须解决的问题。

目前，对城市污泥中的重金属去除主要参考重金属污染土壤的修复方法，主要有如下几种：

一、工程治理：包括换土、固化、电动力学法等；

二、化学治理：包括化学提取(淋洗、萃取)、施用改良剂等；

三、生物治理：包括微生物吸附、植物吸取等。

对比以上各种方法优劣，化学淋洗法是对重金属污染的土壤和污泥最直接、最有效的处理方法。淋洗剂的组成是淋洗法的核心部分，原因在于淋洗法的基础即利用淋洗剂中的有效成分和基团对土壤和污泥中的重金属起到解吸、络合等作用，使其脱离原泥土载体。现在科研和实践中采用的淋洗剂主要分为四大类：无机淋洗剂、人工螯合剂、天然有机酸和生物表面活性剂。

对于以上传统的四大类淋洗剂，在具有较好的洗脱重金属能力的前提下，各自均存在使用条件苛刻、成本高、造成二次污染等缺点中的一种或几种。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种既能洗脱重金属，又不对环境和水体造成伤害的去除城市污泥中重金属的淋洗剂。

按照本发明提供的技术方案，所述去除城市污泥中重金属的淋洗剂，组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：将50～500份的多元醇磷酸酯、10～50份的聚马来酸酐、136～272份的氯化锌和95000～99000份的水在混合釜中混合搅拌形成混合液，搅拌速度为120～180转/分钟，温度为30℃～40℃，搅拌时间为10～20分钟。

所述聚马来酸酐为分子量400～600的聚马来酸酐。

当聚马来酸酐的用量≤30份时，混合液的pH值为4.5～6。

当聚马来酸酐的用量＞30份时，用氢氧化钠固体调混合液的pH值至8～9。

本发明所述的淋洗剂既能洗脱重金属，又不会对环境和水体造成伤害，同时还能富集重金属，有效成分用量小而带来的经济效益显著，成本低廉；重金属可通过后续处理富集；操作简单，适用广泛。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明使用的多元醇磷酸酯可采用山东省泰和水处理有限公司生产的多元醇磷酸酯，多元醇磷酸酯的分子中引入了多个聚氧乙烯基，不仅提高了缓蚀性能，也提高了对钙垢的阻垢和泥沙的分散能力，对水中的碳酸钙、硫酸钙等难溶盐沉积亦有着优良的阻垢作用，对钢材具有阴极保护作用。

本发明使用的聚马来酸酐可采用山东省泰和水处理有限公司生产的聚马来酸酐，聚马来酸酐是一种低分子量聚电解质，一般相对分子量为400～800，无毒，易溶于水，化学稳定性及热稳定性高，分解温度在330℃以上。在水中，部分单体能水解产生羧基(-COOH)，对金属离子能有络合作用。考虑空间位阻效应，聚合度不宜太高，本发明所使用的聚马来酸酐分子量为400～600。

本发明所述的淋洗剂，采用以下工艺制备，其组份比例按重量份数计：将50～500份的多元醇磷酸酯、10～50份的聚马来酸酐和136～272份的氯化锌、95000～99000份的水在混合釜中混合搅拌，搅拌速度为120～180转/分钟，温度为30℃～40℃，搅拌时间为10～20分钟。

当聚马来酸酐的用量≤30份时，混合后的溶液pH值为4.5～6；当聚马来酸酐的用量为＞30份时，用氢氧化钠固体调溶液的pH值至8～9。

实施例一：一种去除城市污泥中重金属的淋洗剂，组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：

将50份的多元醇磷酸酯、10份的聚马来酸酐、136份的氯化锌和95000份的水在混合釜中混合搅拌，搅拌速度为120转/分钟，温度为30℃℃，搅拌时间为20分钟，混合后溶液的pH值为4.5。

所述淋洗剂的使用：取污泥样品10克，铅有效含量为768mg/kg，镉有效含量为45mg/kg，加入1mL，搅拌1小时后抽滤，检测结果显示样品中铅有效含量减为45mg/kg，镉有效含量减为1mg/kg，洗脱率均高于90％。

实施例二：一种去除城市污泥中重金属的淋洗剂，组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：

将500份的多元醇磷酸酯、50份的聚马来酸酐、272份的氯化锌和99000份的水在混合釜中混合搅拌，并用氢氧化钠固体调混合后溶液的pH至8.4，搅拌速度为180转/分钟，温度为40℃，搅拌时间为10分钟。

所述淋洗剂的使用：于500L釜中加入50kg污染土壤，铅有效含量为768mg/kg，镉有效含量为45mg/kg，加入200L淋洗剂，搅拌1小时，过滤后取泥样经干燥后检测，结果显示其中铅有效含量为85ppm，镉有效含量为3ppm，洗脱率均高于88％。

实施例三：一种去除城市污泥中重金属的淋洗剂，组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：

将250份的多元醇磷酸酯、30份的聚马来酸酐、200份的氯化锌和97000份的水在混合釜中混合搅拌，搅拌速度为150转/分钟，温度为35℃，搅拌时间为15分钟，混合后溶液的pH值为6。

所述淋洗剂的使用：于五万立方污泥干化池中取样检测，其中铅含量为689mg/kg，镉含量为17mg/kg，污泥干化选用聚丙烯酰胺为絮凝剂，将淋洗剂与絮凝剂同时打入，取样分析得多元醇磷酸酯浓度为125mg/L、聚马来酸酐浓度为15mg/L，氯化锌浓度为181mg/L。絮凝的同时进行重金属的脱除，溶液从通水管道中流进蓄水池，进行重金属的富集和分离。干化泥取样分析，铅有效含量减为45ppm，镉有效含量已检测不到，此种泥样就重金属方面而言，已远远满足农用、林用、砖用等方面应用。

所述淋洗剂的回收：对淋洗后的淋洗剂废液进行后续集中处理，测得淋洗剂废液中重金属总浓度为2.34mmol/L，取1L淋洗剂废液加入183g硫化钠，充分搅拌后过滤，得重金属盐330g。对废液上清液进行回收，淋洗剂回收率达到92％。