城市污泥中重金属形态分析及去除方法探讨

分析了福州市洋里污水厂、祥坂污水厂和快安污水处理厂污泥中部分重金属总量和赋存形态,结果表明,污泥中的不同重金属含量存在着很大差异,其中快安污水厂的铅、铜、铬的含量都最高,分别为326.4 mg/kg、440.69 mg/kg、1 742.76 mg/kg,洋里污水厂的铅含量最高,达到401.9 mg/kg.同时铜、铅、锌、铬的可交换态、碳酸盐结合态与铁锰氧化物结合态分布总体较低,残余态和有机结合态分布较高.概述了污泥中重金属的去除方法,通过分析可知,重金属赋存形态对重金属的去除效率有很大影响,在选择去除方法时应该考虑重金属的赋存形态分布情况.     

三明市城市生活污水处理厂污泥中的重金属含量及其形态分布研究

以福建省三明市生活污水处理厂的污泥为研究对象,研究了污泥中重金属的种类及含量,以及重金属的形态分布情况.重金属全量微波消解结果表明,三明市生活污水处理厂的污泥含有Zn、Cu、Pb、Cr、Ni、Co、Cd等7种重金属,含量由高到低的顺序为Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞Co＞Cd,其含量分别为2513.91 mg/kg、438.62 mg/kg、152.3 mg/kg、81.28 mg/kg、35.08 mg/kg、14.43 mg/kg、1.58mg/kg,其中Zn超过污泥农用(酸性土壤)时的标准限制(2000mg/kg).BCR形态分析结果表明,污泥中重金属Zn、Cr和Ni主要以残渣态为主,Cu、Pb、Co和Cd主要以还原态为主.Zn和Cd的不稳定态含量较高,具有潜在的污染影响,在污泥利用时应给予关注.     

开封市污水处理厂污泥中重金属形态分布及其潜在生态风险评价

以开封市西区(A)、东区(B)污水处理厂脱水机出泥口污泥为实验材料,用H2O2-王水体系进行微波全量消解,采用化学试剂分布提取法(Tessier法)来研究两类污泥中6种重金属的水溶态、酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态5种化学形态分布特征,用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)检测其中的Cu、Pb、Cr、Ni、Zn、Mn的含量和形态分布,并利用地累积指数、单因子污染指数和潜在生态危害指数法对两种污泥中重金属农用可能带来的潜在风险进行了综合性评价.实验结果表明,A污泥中Zn含量超过了(GB 18918-2002)农用土壤使用限值,其他重金属Cu、Pb、Cr、Ni、Mn含量均符合国家农用控制标准,B污泥中6种重金属含量均低于农用标准,但两座污水处理厂污泥中6种重金属含量远远高于开封市潮土背景值.Tessier法提取实验结果表明,A、B两厂的污泥中重金属的形态分布相似,Cu、Pb和Cr主要以有机物结合态形式存在,对环境的风险是累积性的,Zn和Mn主要以还原态的形式存在,生物潜在危害性较大,Ni在5种形态的分布差异不大,Cr的残渣态在5种形态中所占比例最高,酸溶态含量均低于20%,6种金属的迁移性顺序:Zn>Mn>Cu>Pb>Ni>Cr.地累积指数评价结果表明,A、B两厂污泥中,Zn潜在环境风险较高,Cu危害程度均为中等风险,Pb为偏中度污染,而Cr、Ni、Mn基本不产生环境风险.单一金属风险Eir评价法表明,Cu为中等风险,其他金属属于低风险.潜在生态危害指数评价法表明,A、B两种污泥的RI值均小于120,属于低风险.因此,A、B两厂的污泥在农用前必须对重金属进行无害化和稳定化处理.     

污泥中重金属形态分布与可浸出性的相关性研究

选取4个典型的城市污水厂的污泥为试验样品,研究了污泥中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb和Mo的化学形态分布以及可浸出性,并对金属的形态分布与浸出量进行相关性分析.结果表明:Zn主要以可交换态和可还原态形式存在于污泥中,Cu和Pb主要以可氧化态形式存在,Ni,Cr,Mo主要以残渣态赋存.在相同浸出条件下,金属的浸出率不仅与金属和污泥的特性有关,而且金属在污泥中赋存的化学形态对其可浸出性也有重要的影响,其中金属的浸出量与其在污泥中的可交换态和可还原态含量之间具有明显的正相关性.     

城市污泥中重金属去除方法研究

随着我国城市化进程的加快,城市污水处理率逐年提高,城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。城市污泥中的重金属是影响城市污泥无害化和资源化的主要因素,如何处理好重金属是目前研究的一个热点和难点。本文介绍了生物淋滤、化学处理、电动力修复、植物提取法等重金属去除方法,并在分析这些方法特点的基础上,提出了今后研究去除城市污泥中重金属方法的方向。     

城市污泥的处置及农用资源化评析

综述了城市污泥的各种处置方法,评析了污泥农用的资源化的效果及其所产生的环境效应,指出污泥农用是城市污泥处置的未来发展趋势。     

堆肥化处理后污泥中重金属形态变化

污泥中含有丰富的有机质和植物生长所需要的各种微量元素,因此,污泥作为农肥用于农作物或园林既可为作物提供养分,又能改善土壤结构。然而,污泥中的重金属元素和病毒、病原菌、寄生虫卵等有毒物质是污泥土地利用的最大障碍。重金属含量较高的污泥施于农田,会对植物和动物,并通过食物链与生物链的传递而对人类产生毒害作用。将污泥进行堆肥化处理以后施用,不仅可以消除臭味,杀死病原茵和寄生虫卵,而且可以降解大多数毒性有机物,固化和钝化重金属,改善物理性状,降低含水率等。     

污泥原位固化处理后的重金属形态变化研究

原位固化技术对于大规模的弃置污泥处理具有一定的技术经济优势,但是处理后的污泥中的重金属是否能够实现稳定化尚不明确。通过某污泥原位固化处理工程,采用Tessier 5步提取法研究了固化污泥中重金属形态随固化剂添加量以及固化龄期的变化规律。结果表明,随着固化剂添加量的增加,Cu、Zn的稳定态显著增加,但是Pb的稳定态变化不明显;随着固化龄期的增加,三种重金属的稳定态都在增加。     

不同氧燃烧方式下污泥中重金属的形态转化特征

采用化学热力学平衡分析方法,应用真实污泥实测数据预测污泥在氧化氛围和还原氛围焚烧过程中6种重金属(Pb,Ni,Mn,Cr,Zn和Cu)的迁移和转化特征.计算中考虑重金属和Cl化物的相互作用,也考虑重金属与S化物之间的相互作用.研究结果表明:重金属Pb,Zn,Cu和Ni在较低的焚烧温度下都是以固态金属氧化物为主;随着温度的升高,金属氧化物继续与氧结合,在较高温条件下以其气态金属单质或者低价气态金属氧化物形式挥发;Mn和Cr在整个焚烧体系中以固态存在不易挥发而残留在焚烧底渣中;在有Cl化物的焚烧体系中,Pb,Cu和Zn都有其气态金属氯化物形成,而未见到气态Ni,Mn和Cr的氯化物生成,表明污泥焚烧中Cl化物对Pb的挥发性影响最大,其次是Cu和Zn,而Ni,Mn和Cr基本不受Cl化物的影响;在有S化物的焚烧体系中,低温阶段重金属易与S化物结合形成固态金属的硫酸盐,拟制了金属的挥发特性;在高温阶段,金属的形态转化基本不受S化物的影响.焚烧体系中的Cl化物和S化物对重金属形态迁移转化影响差别较大,S化物在低温阶段有助于拟制金属的挥发特性,除Cr和Mn外,Cl化物的存在加速了金属的挥发,从而可根据污泥在不同焚烧温度下不同的产物形态对重金属的污染进行控制.     

合肥市污水处理厂污泥的土地资源化可行性分析

以合肥市污水处理厂的污泥为研究对象,结合合肥市郊区的土壤性质等,对污泥中的部分重要重金属进行全量和有效态质量比分析,并对其营养成分及病原体进行研究.结果表明,合肥市污水厂的污泥重金属含量基本符合我国污泥农用标准要求,污泥中的营养成分也很丰富,将污泥进行土地资源化利用可以作为合肥市污泥处理处置的一种有效途径.     

交替好氧厌氧堆肥化对城市污泥重金属的影响

为探讨交替好氧厌氧堆肥化过程中城市污泥重金属含量和化学形态的变化规律，以城市污泥为主，混以一定量的城市有机垃圾，控制含水率在60％左右、C／N质量比为30～40，进行为期60天的交替好氧厌氧堆肥处理．结果表明：Cu、Ni、Cd、Cr、Pb的含量均有不同程度降低，zn的含量稍有上升，但均低于国家污泥农用标准．重金属的化学形态分布发生了较大变化，其中可交换态Cu、Ni、Cd、Cr和Pb所占比例和含量均出现明显下降．可交换态Zn所占比例下降，含量略微增加．说明交替好氧厌氧堆肥处理降低了城市污泥与城市有机垃圾农用对土壤和水体的重金属污染风险．     

氧化硫硫杆菌浸出污泥中重金属的分析与评价

通过设计淋滤实验,分析了不同淋滤条件下污泥中重金属的去除率,并应用Hakanson潜在生态危害指数法(Potential Ecological Risk Index,简记PERI)对其进行评价.研究发现,Cu、Pb、Zn、Cr和Ni的浸出取决于硫粉和硫酸浓度,经过14d的淋滤实验,加硫粉处理后Cu、Pb、Zn、Cr和N...     

施用城市污泥的土壤重金属生物有效性

对盆栽试验的植物和土壤样品的分析测定表明,施用城市污泥对植物生长发育有明显的促进作用,生长量随污泥施用量增加而增加;施用污泥的土壤重金属（Ｃｄ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ）有效态含量和植物重金属含量也随污泥施用量增加而提高．施用污泥的土壤加施石灰（ＣａＯ）将ｐＨ调节到６５和７５后,土壤有效态Ｎｉ、Ｚｎ的含量明显减少,但有效态Ｃｒ含量升高;植物对Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ的吸收大幅度降低,表现出加施石灰提高土壤ｐＨ值对随污泥进入土壤的Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ的生物有效性有明显的抑制作用     

污泥中重金属的生物沥滤及其机理分析

为解决污泥农用的主要障碍之一——污泥中重金属含量超标的问题，采用生物法对污泥中的重金属沥滤进行了研究．试验结果表明，在土著硫杆菌的作用下，可使污泥中的Cu、Zn、Cd、Cr、Ni、Pb分别有77．7％、80．3％、54．1％、38．5％、71．6％和26．4％溶出；而硫氧化成硫酸可使污泥中的总大肠菌群大量减少．污泥经生物沥滤后，其重金属含量大大低于污泥农用质量标准．     

污泥中的重金属特性分析和生态风险评价

选取上海某城市污水厂污泥进行重金属的总量测定及形态分析,确定超标重金属的含量和存在形态．结果表明,锌、铬、镍、铜4种重金属均存在不同程度的超标．在此基础上开展重金属潜在的生态风险评价,证明上述4种重金属元素存在较高的生态风险性,在控制、处理和资源化污泥利用中应引起足够的重视．     

基于重金属安全性的污泥水热处理温度选择

采用水热反应处理污水污泥,研究了170~270℃范围内水热反应温度对污泥水热反应过程中重金属的分布和浸出的影响,分析了重金属质量平衡,并研究了氧气参与的影响.结果表明,水热反应后重金属主要保留在水热炭中,少量迁移到水热液中.对水热炭采用2种浸出标准评价,结果显示水热炭中的重金属稳定性较好,其卫生填埋比干污泥更为安全;而以回收利用为目的则需要选择合适的水热温度,某些温度如210℃以下的水热炭反而不如污泥本身安全.总体上重金属的浸出量随水热温度而降低;以重金属的稳定化为目标,260℃时水热液中重金属质量分数最少,同时水热炭中的重金属浸出量也非常低,是合适的温度.采用了2种消解方法检测水热炭中的重金属质量分数,发现重金属在210℃以上的水热炭中主要以残渣态存在,实现了对重金属的稳定化;同时也显示水热处理难以实现将Zn,As,Pb,Cu等从固相中迁移到液相以降低固相中的重金属质量分数.另外氧气的参与促进了少量重金属向液相转移,但是仍保证了炭中重金属的稳定性.     

Fe3+浸出污水污泥中重金属实验研究

在25 ℃,污泥浓度20 g/L条件下,以硫酸铁为萃取剂对两种污泥(W1＆W2)进行重金属浸出研究.结果表明,向污泥中投加硫酸铁能导致污泥酸化和污泥中重金属的溶出.投加量越大,污泥pH值降得越低,重金属的溶出率也越高.向W1中投加按Fe3 计算为1.5 g/L硫酸铁时,其pH值降至3.02,Cd,Cu,Zn溶出率分别可达到82.5%,70.9%和89.0%;向W2中投加4.5 g/L Fe3 ,其pH值降至3.19,Cd,Cu,Zn的溶出率分别可达到80.0%,88.2%和92.1%.在相同pH条件下,Fe3 比硫酸能更有效浸出污泥中重金属;用Fe3 浸提污泥中重金属能达到与生物淋滤法同等的溶出效果,并缩短了反应时间.用Fe3 浸出污泥中重金属具有一定可行性.     

污泥堆肥对园林植物生长及重金属积累的影响

采用盆栽土培试验的方法,研究了污泥堆肥土地利用对高羊茅(Festuca arundinacea Schreb)和万寿菊(Tagetes erecta)生长及重金属积累特性的影响.结果表明,施用污泥堆肥可显著提高土壤中Zn,Cu和Pb重金属的含量,高羊芧和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为0～10%和0～5%时,植物生物量、株高及总氮、总磷的吸收均随污泥堆肥施用比例的增加而增加,2种植物对Zn均表现出比Cu更强的富集能力,其次是Cr,Ni,而对Cd,Pb的富集能力最低,就不同植物对同种重金属吸收而言,高羊茅对Zn,Cu,Cr和Ni的富集能力显著高于万寿菊,综合分析认为,高羊茅和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为10%和5%时,对污泥混配土壤中的重金属尤其是Zn和Cu的去除效果最佳.     

光电产业园区污水处理厂重金属分布特征分析

对南方某光电产业园区污水处理厂进水、出水、污泥中重金属污染物(Cu²⁺,Cr²⁺,Ni²⁺)排放质量浓度和分布特征进行分析和讨论,并提出光电工业园区污水处理厂污泥处置方式的建议.结果表明:光电产业园区的发展状况和污染物排放之间具有正相关性;工业区污水处理厂生物处理工艺对铜离子具有较好的吸附效果,但是对镍离子的吸附效果较差;工业区应加强对含镍废水的管理.     

生物淋滤法对污水污泥中重金属去除效果研究

利用Tessier五步法,对某污水处理厂初沉池和二沉池混合的浓缩污泥进行重金属形态分析和测定,结果显示,所测定的重金属均未超过我国污泥农林利用碱性土壤标准,只有Cu和Zn超过了污泥农林利用酸性土壤标准;污泥中Zn不稳定形态所占比例较高,其余重金属稳定性较好。在此基础上,研究了用生物淋滤法去除Cu、Zn时,不同接种量和不同底物投加量的溶出率。结果表明,当接种量体积分数为3%、硫的质量浓度为3 g/L时去除效果最好。本研究结果为城市污泥农用前降低重金属毒性奠定了基础。