[发明专利]一种城市污泥在去除砷中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护中城市污泥应用领域，更具体地，涉及一种城市污泥在去除废水中砷的应用，尤其是去除三价砷。 

背景技术

砷是有毒的致癌物质，如水体和土壤被砷污染，可以通过食物链进入人体，危害健康。因此，研究开发一种含砷废水的处理技术，具有重大的社会，环境效益。 

三价砷(主要是亚砷酸盐)相对与五价砷（主要是砷酸盐），其毒性更强，移动性更好，因此，其处理难度更大。现在一般的砷处理技术都是先将三价砷氧化成五价砷，然后通过化学沉淀法或者吸附法去除。 

但上述技术都存在如下缺陷： 

氧化和沉淀都需要加入大量的化学试剂，并且产生大量的废渣，存在二次污染。并且对于低浓度含砷废水，处理效果不理想。

而吸附法，吸附剂制备成本高，且大部分需要先将三价砷氧化成五价。如河海大学马旭红的硕士学位论文：活性炭处理铬砷废水的基础研究(2008)，采用活性炭来实现对三价砷的吸附，但其吸附容量不高。其中的活性炭是煤质柱状活性炭，是煤通过干馏后，然后活化制备的。其含碳量，比表面积较大，制备成本较高。因此，如何找到一种高效经济的去除含砷废水中三价砷的方法是非常有必要的。 

随着我国经济社会发展城市化进程的加快，城镇污水处理厂日益增多。与此同时，市政污泥量也在快速增加，其已经成为环境问题的一个重大负担，污泥的处理处置与资源化利用已经成为一个亟需解决的难题。近年来，污泥碳化技术被认为是污泥稳定化、减量化、无害化、资源化的一种有效处置方式，有着越来越明显的优势。 

污泥炭化技术是指在缺氧或少氧条件下，将城市污水厂的污泥通过热裂解的方法制备而成的一种含碳量高、富有孔隙结构的炭化物质的过程。在污水处理过程中形成的污泥，本身的比表面积很高，有很多活性基团，因此在干馏过程中无需活化，就能对很多污染物有相当的稳定效果。当前研究者对于污泥生物炭的研究主要集中在对重金属（镉、铜、铅、锌，铬等）的吸附。对以阴离子形式存在的砷的吸附则未见报道。也未见有一种吸附剂能同时处理重金属和亚砷酸离子的。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提出一种城市污泥在去除砷中的应用，采用城市污泥制成污泥炭去除含砷废水中的砷，是对城市污泥的一种新的应用，其制成的污泥炭对砷的吸附去除能力较高。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案为： 

一种城市污泥在去除砷中的应用，对城市污泥进行干馏处理，对城市污泥进行干馏处理的具体过程为：在缺氧的条件下，对城市污泥进行脱水，将脱水污泥进行干馏。

其中是通过通氮气控制使干馏过程处在缺氧条件下的，在城市污水处理过程中形成的城市污泥，本身的比表面积很高，有很多活性基团，因此在干馏过程中无需活化，就能对很多污染物有相当的稳定效果。 

城市污泥干馏后其渗出毒性、重金属离子（Pb、Cu、Zn、Cr、 Cd）的浓度均低于ICP- OES的检出限，即一般无法检出，采用这种方式对城市污水进行处理，有利于污泥本身的减量化，无害化。 

同时，城市污泥干馏后本身具有多孔结构，并且含有较多的活性金属氧化物，使得其在与含砷废水接触一定时间之后，能够有效的去处废水中的三价砷及五价砷，且使得吸附后的砷稳定不易析出。 

优选的，上述干馏得到的城市污泥能更有效的去除低浓度含砷废水中的三价砷。 

具体地，对脱水污泥干馏得到污泥炭；将污泥炭同含三价砷的废水进行接触，去除废水中的三价砷。 

污泥炭本身具有多孔结构，并且含有较多的活性金属氧化物，使得其在与含砷废水接触一定时间之后，能够有效的去处废水中的三价砷，且使得吸附后的砷稳定不易析出。 

具体地，在污泥炭与含砷废水接触时还需对含砷废水的pH进行调节；pH值大于8.0。在进行去除废水中含三价砷的过程中，调节废水的pH值，特别是废水属于强碱时，其去除效果更好。 

脱水污泥的干馏是在温度为 400 ~500 ^oC的条件下，停留时间为1~2小时。即一般干馏温度控制在400 ℃时, 停留时间控制在1~2小时, 或者干馏温度控制在500℃温度下停留1小时。 

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 

1.由于现在城市污水厂产生的污水污泥越来越多，本发明对城市污泥进行干馏处理，制备得到污泥炭，该方法使得处理后的污泥本身的渗出毒性很低，有利于城市污泥本身的减量化，无害化；