本发明属于环境保护和资源综合利用领域，尤其涉及一种污泥中重金属的净化方法及其应用。
背景技术：
随着工业化进程的逐步加快以及经济社会的不断发展，污泥的产量日益增加。据统计，我国城市污泥产量已达到每年3000多万吨，而且每年还以大约10％的速度增长，污泥处理的问题日益紧迫。我国城市污泥重金属含量高，这些毒性极大的重金属元素，随污泥进入土壤，严重威胁生态环境安全和人类健康，有效降低城市污水处理厂污泥中重金属总量是污泥大量农用的关键。目前，城市中污泥的主要处理处置方法包括：填埋、焚烧、土地利用和填海，随着城市化进程的加快和环保要求的逐渐提高，适宜填埋污泥的场地越来越少，焚烧法设备昂贵，运行费用高并对大气产生污染。
生物淋滤是一种经济高效的去除污泥重金属方法，目前生物淋滤研究主要利用自养型微生物嗜酸性氧化硫硫杆菌和嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对污泥重金属进行淋滤，但污泥中存在的小分子有机物会对硫杆菌的生长产生抑制作用，因而影响污泥中重金属的淋滤效果，淋滤周期长。现有技术中，污泥中的重金属处理方法，存在着处理效果差以及处理周期长的技术缺陷。
因此，研发出一种污泥中重金属的净化方法及其应用，用于解决现有技术中，污泥中的重金属处理方法存在着处理效果差以及处理周期长的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种污泥中重金属的净化方法及其应用，用于解决现有技术中，污泥中的重金属处理方法存在着处理效果差以及处理周期长的技术缺陷。
本发明提供了一种污泥中重金属的净化方法，所述净化方法包括：
步骤一、制备孢子悬液：黑曲霉恒温培养，溶于水制得孢子悬液；
步骤二、发酵：所述孢子悬液发酵培养，得发酵产物；
步骤三、浸出：所述发酵产物与污泥混合，浸出得第一产物；
步骤四、超声波辐射：所述第一产物超声波辐射，得第二产物；
步骤五、浸出：所述第二产物浸出，收集滤渣。
优选地，所述恒温培养的培养基为：马铃薯-蔗糖培养基，所述发酵培养的培养基为：马铃薯-蔗糖液体培养基。
优选地，所述恒温培养的培养温度为28～30℃，所述恒温培养的培养时间为3～5天。
优选地，所述孢子悬液的孢子数量为1×106～1×107个/mL，所述孢子悬液的接种浓度为1～2％。
优选地，所述发酵培养的温度为28～30℃，所述发酵培养的摇床转速为180～200r/min，所述发酵培养的时间为4～6天。
优选地，所述步骤二还包括过滤纯化，所述过滤纯化在所述发酵培养后进行。
优选地，所述污泥和所述发酵产物的投料比为2％～3％W/V；步骤三所述浸出的温度为28～30℃，步骤三所述浸出的摇床转速为180～200r/min，步骤三所述浸出的时间为2～3h。
优选地，所述超声波辐射的超声频率为21～28KHz，所述超声波辐射的声能密度为2.5～3.5W/mL，所述超声波辐射的超声时间为9～11min。
优选地，步骤五所述浸出的温度为28～30℃，步骤五所述浸出的摇床转速为180～200r/min，步骤五所述浸出的时间为5～6h。
本发明还提供了一种包括以上任意一项所述的净化方法在环保固体废物处理领域的应用。
综上所述，本发明提供了一种污泥中重金属的净化方法，所述净化方法包括：步骤一、制备孢子悬液：黑曲霉恒温培养，溶于水制得孢子悬液；步骤二、发酵：所述孢子悬液发酵培养，得发酵产物；步骤三、浸出：所述发酵产物与污泥混合，浸出得第一产物；步骤四、超声波辐射：所述第一产物超声波辐射，得第二产物；步骤五、浸出：所述第二产物浸出，收集滤渣。本发明还提供了一种上述净化方法在环保固体废物处理领域的应用。经实验测定可得，污泥经过本发明提供的技术方案净化处理后，污泥上清液中的重金属含量显著降低。本发明首次利用超声波协同黑曲霉产有机酸去除城市污泥重金属，操作简便，提高了污泥重金属去除效率；同时，处理后的污泥满足我国污泥农用标准，可以实现资源的再次利用。
具体实施方式
本发明提供了一种污泥中重金属的净化方法及其应用，用于解决现有技术中，污泥中的重金属处理方法存在着处理效果差以及处理周期长的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种污泥中重金属的净化方法及其应用，进行具体地描述。
本发明的所有实施例中，所使用的污泥来源于某水质净化厂。取回后在室内经阴干、去杂、碾碎后过2mm尼龙筛，拌合均匀后装瓶备用。经检测，处理后的污泥样品的pH值为6.52，Zn含量为2513.7mg/kg，Cu含量为6281.7mg/kg，Cr含量为349.3mg/kg。
实施例1
黑曲霉接种在马铃薯-蔗糖培养基中，30℃恒温培养72h，得到成熟孢子所得成熟孢子溶于无菌去离子水300mL，制得孢子悬液1。孢子悬液1中，孢子数量为1×107个/mL。
1mL孢子悬液1溶于100mL马铃薯-蔗糖液体培养基中，用纱布封口，以28℃、摇床转速为180r/min的条件下发酵培养6天，过滤纯化得发酵产物1。过滤纯化的方法为：发酵培养液转移至铺有2层中速滤纸的布氏漏斗上，真空抽滤收集滤液。
1g污泥与50mL发酵产物1混合，置于180r/min的摇床浸出3h后，将混合体系移入超声波反应器中，设定超声波辐射的超声频率为21kHz、声能密度为2.5W/mL超声波辐射11min，超声辐射完后，混合体系再次浸出的温度为30℃，所述浸出的摇床转速为180r/min，所述浸出的时间为5.5h。收集滤渣1。所得的滤渣1可用于农用。
经检测，经过本实施例处理所得的污泥样品，Zn2+含量为301.64mg/kg，Cu2+含量为251.3mg/kg，Cr3+含量为122.3mg/kg。
实施例2
黑曲霉接种在马铃薯-蔗糖培养基中，28℃恒温培养120h，得到成熟孢子所得成熟孢子溶于无菌去离子水300mL，制得孢子悬液2。孢子悬液2中，孢子数量为3.6×106个/mL。
1.5mL孢子悬液2溶于100mL马铃薯-蔗糖液体培养基中，用纱布封口，以28℃、摇床转速为200r/min的条件下发酵培养5天，过滤纯化得发酵产物2。过滤纯化的方法为：发酵培养液转移至铺有2层中速滤纸的布氏漏斗上，真空抽滤收集滤液。
3g污泥与100mL发酵产物2混合，置于200r/min的摇床浸出2h后，将混合体系移入超声波反应器中，设定超声波辐射的超声频率为21kHz、声能密度为3W/mL超声波辐射10min，超声辐射完后，混合体系再次浸出的温度为28℃，所述浸出的摇床转速为200r/min，所述浸出的时间为5h，收集滤渣2。所得的滤渣2可用于农用。
经检测，经过本实施例处理所得的污泥样品，Zn2+含量为377.1mg/kg，Cu2+含量为314.1mg/kg，Cr3+含量为104.8mg/kg。
实施例3
黑曲霉接种在马铃薯-蔗糖培养基中，29℃恒温培养96h，得到成熟孢子所得成熟孢子溶于无菌去离子水300mL，制得孢子悬液3。孢子悬液3中，孢子数量为2×106个/mL。
2mL孢子悬液3溶于100mL马铃薯-蔗糖液体培养基中，用纱布封口，以29℃、摇床转速为190r/min的条件下发酵培养5天，过滤纯化得发酵产物3。过滤纯化的方法为：发酵培养液转移至铺有2层中速滤纸的布氏漏斗上，真空抽滤收集滤液。
3g污泥与100mL发酵产物3混合，置于200r/min的摇床浸出2.5h后，将混合体系移入超声波反应器中，设定超声波辐射的超声频率为28kHz、声能密度为3.5W/mL超声波辐射9min，超声辐射完后，混合体系再次浸出的温度为29℃，所述浸出的摇床转速为180r/min，所述浸出的时间为6h。收集滤渣3。所得的滤渣3可用于农用。
经检测，经过本实施例处理所得的污泥样品，Zn2+含量为226.2mg/kg，Cu2+含量为188.5mg/kg，Cr3+含量为111.8mg/kg。
从实施例1～实施例3可以得出，通过本发明提供的技术方案处理得到的污泥，污泥上清液中的重金属含量显著降低，同时，所得污泥满足我国污泥农用标准，可以实现资源的再次利用。
综上所述，本发明提供了一种污泥中重金属的净化方法，所述净化方法包括：步骤一、制备孢子悬液：黑曲霉恒温培养，溶于水制得孢子悬液；步骤二、发酵：所述孢子悬液发酵培养，得发酵产物；步骤三、浸出：所述发酵产物与污泥混合，浸出得第一产物；步骤四、超声波辐射：所述第一产物超声波辐射，得第二产物；步骤五、浸出：所述第二产物浸出，收集滤渣。本发明还提供了一种上述净化方法在环保固体废物处理领域的应用。经实验测定可得，污泥经过本发明提供的技术方案净化处理后，污泥上清液中的重金属含量显著降低。本发明首次利用超声波协同黑曲霉产有机酸去除城市污泥重金属，操作简便，提高了污泥重金属去除效率；同时，处理后的污泥满足我国污泥农用标准，可以实现资源的再次利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。