“传统的化工污泥采用燃烧加安全填埋的处理方式,但这种处置费用昂贵,且处置能力不足,而我们开发出的化工污泥焚烧灰渣制备填料既高效又便宜,较传统填埋灰渣处置方式每吨节约2000多元……”近日,第三届全国“挑战杯”特等奖得主,新利18彩票 俞敏洁同学在接受采访时侃侃道来。
我国是化工大国,化工行业废水处理过程每年会产生数亿吨的化工剩余污泥,而化工污泥含水量有大量的有毒有机物及重金属,属于危险固废。南工大俞敏洁、李溪、王俊杰同学在该校环境学院院长徐炎华教授的指导下,充分利用课余时间,在南工大创新实验室开展了一系列研究,发现化工污泥资源化是解决上述问题的最佳方法。近年来,新兴的污泥制备填料工艺为化工污泥资源化提供了新的思路,但直接用污泥制备填料,工艺利废率不高,污泥的处理量小。
优化复配研发出新型无机重金属稳定剂S01
“我们以化工污泥焚烧灰渣为原料,向其中添加水、辅料及重金属稳定剂,经配料搅拌、造粒、焙烧,最终制得废水处理新型材料”,俞敏洁介绍说。以灰渣取代污泥实现资源化,提高了工艺利废率,增大了污泥的处理量。“在研发过程中,我们发现化工污泥焚烧灰渣制备填料的关键技术难题是将灰渣中重金属稳定化”,俞敏洁她们发现这一难题后,查阅了大量文献,发现药剂稳定化是优选的重金属稳定化方法,但是不同重金属成分和形态不具有普适性的缺陷。她们经过广泛文献检阅发现氧化钙、氧化镁、沸石这三种花剂对重金属的稳定化机理不同,且对重金属具有不同的选择性。“我们将三种药剂进行最优化的复配,使新药剂对重金属的稳定化具有协同效应,研发出了一种新型的无机重金属稳定剂S01”俞敏洁自豪地介绍说,“将S01稳定剂运用于化工污泥基填料的制备,制备出废水处理新型填料,该产品有效解决了治理污水过程中的二次污染,具有较强的生物友好性”。
让废水的多种有机物质成为微生物生长的“营养品”
面对记者的不解,俞敏洁同学形象地介绍说,污水中有大量的重金属等有害物质,她们制备的化工污泥基填料,是将化工污泥烧成废渣,通过徐炎华教授研发的制备器,制备出一种表面粗糙多孔、内部孔隙发达的填料,并在其中添加了重金属稳定剂S01。这样将化工污水引入摆放了废物制成的填料的曝气生物滤池中,使填料成为接种微生物栖息地,这样污水中的多种有机物质便成了微生物生长“营养品”,COD、氨氮等通过生物降解去除率分别达到90.7%和82.4%,成功实现以废制废。“由于填料中增加了我们开发的稳定剂S01,所以其它重金属也不容易析出,因而不会造成二次污染,污水就能达标排放了!”
新型治污方法每吨节约2000多元已完成中试
据指导老师、南工大徐炎化教授介绍,全国还没有一例将化工污泥焚烧渣资源化的实例。以灰渣取代污泥实现资源化,提高了工艺的利废率,增大了污泥的处理量,达到以废治废、变废为宝的生态要求。
传统上治理化工污泥焚烧后安全填埋灰渣的方式每吨需要3000元费用,但是利用化工污泥灰渣添加重金属稳定剂S01制备填料对污水进行生物降解的方式工艺成本低,每吨仅需800元。
“这种生物基填料有许多的孔洞,有着巨大的比表面积,能快速有效地降解有毒物质,使污水达标排放。填料孔洞的结构还便于清洗提高使用率,一般可以使用两三年”,俞敏洁说道。
据悉,俞敏洁三同学夺得“挑战杯”特等奖的《化工污泥基填料重金属稳定化研究》作品已申请国家发明专利三项,且针对扬子石化剩余污泥完成了100KG/D规模的中试试验,正在建设示范工程。
2013年10月22日《中国江苏网》:http://news.jschina.com.cn/system/2013/10/22/018996498.shtml