[發明專利]一種去除底泥中重金屬的序批式生物自淋濾工藝

有效

• 申請號: 201910245633.1
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109970299B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 蔣夢瑩;樓莉萍;吳純城;謝理淳;蔡雨宸;王書航;張博;陳俊伊;胡寶蘭
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;C02F101/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開一種去除底泥中重金屬的序批式生物自淋濾工藝。針對具有特定性質的底泥，通過添加硫基質、改變Eh等條件來激活其中的土著菌，該生物淋濾工藝無需外加淋濾功能菌劑，且可使用含硫單質的各類土壤改良劑作為硫基質。本發明較為有效地解決了傳統方法中微生物接種馴化時間長、底泥營養流失嚴重等問題，并簡化了工藝步驟，降低了操作難度，提高了處理量，節省了基建投資，進一步推動了底泥生物淋濾技術的工程應用。

技術領域

本發明屬于重金屬污染治理領域，特別是涉及一種用于底泥重金屬生物淋濾的方法。

技術背景

生物淋濾技術是指利用淋濾功能菌的直接作用或其代謝產物的間接作用，通過產生氧化、還原、絡合、吸附或溶解等途徑，將固相中難溶性重金屬分離浸提去除的一種技術。該技術起源于微生物濕法冶金，隨后其研究與應用逐步擴展至環境污染修復治理的領域，例如電子廢棄物中重金屬的回收利用、垃圾焚燒飛灰中重金屬的去除，以及超標土壤、污泥和底泥中重金屬的去除等。在這些應用過程中，該技術得到了長足的發展。其中，由于我國底泥疏浚量大、重金屬含量較高、亟待有效處理的緊迫性，以及現有物理化學方法脫毒和脫水不可兼得的局限性，生物淋濾技術被認為是頗具前景的重金屬污染底泥的處理技術之一。

目前，關于底泥生物淋濾工藝研究多處于小試或中試階段，實際工程的報道少之又少。目前已有的淋濾工藝多采用污泥回流法或多次接種法處理，人為加入氧化硫桿菌等淋濾功能菌和相應的生長基質，到達淋濾終點后脫水干化進行下一步的資源化利用，主要采用的硫基質為硫單質或生物硫，工藝存在淋濾功能菌接種馴化時間長、處理量較低、處理工藝占地面積大等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種去除底泥中重金屬的序批式生物自淋濾工藝，能夠節省工藝的操作成本、技術成本和基建成本，并方便快速地處理底泥。

申請人經過研究發現，底泥自帶淋濾功能菌，而微生物高通量分析結果表明，底泥中有酸桿菌、硫桿菌、鹽硫桿菌、硫單胞菌、不動桿菌、假單胞菌等(圖1)，這些菌淋濾機制不盡相同，但均具有淋濾功能。本技術的研發，可以提高生物淋濾技術的處理效率，推動該技術的工程應用。因此，針對具有特定性質的底泥，本發明提出一種去除底泥中重金屬的序批式生物自淋濾工藝。

本發明具體采用的技術方案是：

一種去除底泥中重金屬的序批式生物自淋濾工藝，其包括以下步驟：

1)對受重金屬污染的初始底泥的含水率進行調節，使底泥成為含水率95％-98％的泥水混合物；

2)向1)處理后的泥水混合物中添加3-10g/L硫基質；

3)對2)處理后的泥水混合物不斷進行充氧操作，從而改變底泥Eh以形成利于淋濾進行的環境條件，至pH3.0時，視為達到淋濾終點；

4)達到淋濾終點后，將泥水混合物進行靜置，待泥水分離后，將上清液排出，將下層泥漿進行脫水處理。

作為優選，所述的初始底泥滿足如下條件：

1)底泥的pH7.5；

2)底泥中重金屬含量超出土壤污染風險篩選值；

3)耗酸能力(acid consumption capacity,ACC)小于2mol/kg。

本發明中，底泥的pH參考國家標準HJ 962-2018測定，土壤污染風險篩選值參照國家標準GB15618-2018確定。

作為優選，所述的硫基質為除工業商用的單質硫粉之外，還可以為含硫單質的各類農用硫基質。

作為優選，所述的農用硫基質為土壤改良劑膨潤土硫磺、農用肥料包衣尿素硫，不僅無毒無害，還可以拓寬底泥后續的資源化利用。