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。     

城市污泥中重金属形态及资源化可行性分析

以南方某市6个污水处理厂为例,分析污泥中重金属Cu,Zn,Ni,Pb,Cd,Cr的质量比及其形态分布特征,分析污泥农用的最大施用量和制砖的最大添加量.结果表明:污泥中的Pb,Ni,Cd有效态比例较高,Zn,Cr主要以不可利用态存在,Cu主要以潜在有效态和不可利用态存在.污泥农用的静态环境容量分析结果显示:不同来源污泥的最大施用量有显著差异,可将Cd作为主要监控污染元素,同时作为控制城市污水污泥农用过程中最高施用量的计算参考指标,以保证土壤环境安全.通过制砖污泥添加比例的计算,选取Cu作为E污水厂污泥制砖过程的限制性指标,其余5个污水处理厂的限制性指标为Cr.     

昌吉市城市土壤重金属赋存形态探讨

昌吉市城市土壤受到了不同程度的Cr、Cu、Zn污染,城市土壤重金属含量均高于农业土壤。重金属的形态均以残渣态为主,四种重金属中,Zn的活性最大,Cr的活性最小,Cu、Pb的活性居中。除Cu以外,其他三种重金属的活性均为城市土壤大于农业土壤。     

污泥中重金属去除方法研究展望

本文详述了研究污泥中重金属去除的现实意义和国内外有关这方面的研究现状以及存在的现实问题。     

浅析用生物淋滤法去除城市污泥中的重金属

随着城区污泥量的增加,污泥中重金属造成的二次污染越来越受到人们的重视.在介绍国内外污泥中重金属去除技术发展现状基础上,较为详细地介绍了生物淋滤法去除污泥中重金属机理及影响淋滤效果的因素.     

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.     

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。     

城市污泥重金属含量及农用风险评价

测定了4个城市污水厂污泥中8种重金属（Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、As、Hg）含量,采用综合污染指数法（ PN ）和潜在生态危害指数法（R I）对污泥中重金属的生态风险做了评价。结果表明：4个污水厂污泥中重金属含量差异较大,W1和W2厂的污泥达到农用泥质（CJ／T309‐2009） B级标准,W3和W4污泥达到A级标准。 PN 值显示,W1和W2厂污泥农用时为轻度污染,其中贡献值较大的为Cd、Hg。 R I值显示4个厂污泥农用时均为轻微生态危害,污泥都可以进行农用,但要加强对重点控制重金属（Cd）的监控。     

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.     

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．     

污泥焚烧中重金属和碱金属气固转变区域

通过污泥焚烧试验研究了尾部烟道不同温度区域重金属和碱金属的分布,发现每种金属都有自己的气固转变区域．因此可以通过温度控制对这些金属进行分类,从而达到分离利用的目的．根据金属的气固转化温度,可将它们分成四类：1A类金属在温度高于600℃以上的区域开始从气态转变成固态。包括Zn,Cd,P;B类元索转变温度为400℃．有Pb和Cu;C类有Na和Mg,其转变温度为300℃以下;D类在300℃到400℃时转变,主要有As．     

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。     

温度对污泥流化床焚烧飞灰重金属迁移的影响

通过在城市污泥流化床焚烧炉炉膛出口及对流受热面处进行高温飞灰在线取样,以及对布袋除尘器飞灰在水平管式炉上进行不同温度下的煅烧试验,研究温度对焚烧飞灰中Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,As,Cd和Pb8种重金属迁移富集特性的影响.试验结果表明,飞灰的主要化学成分为Si O2,Fe2O3,Ca O,Al2O3和P2O5.在流化床焚烧温度范围内,Mn,Cu,Cr,Ni和Zn没有经历挥发-冷凝,主要通过夹带富集于飞灰颗粒,它们在尾部烟道不同温度区域飞灰颗粒上的富集程度相当;在炉膛内挥发的Cd,As及其化合物在500~700℃和500~800℃之间大量富集于飞灰颗粒.Pb在焚烧炉内因生成氧化铅和铅酸盐等比较稳定的化合物而少量挥发.Zn的化合物与飞灰基体中的化合物发生反应,生成硅酸锌和铝酸锌等稳定的化合物,在一定程度上阻止Zn的挥发.     

污泥稻秸堆肥过程中重金属及速效氮的转化规律

利用污泥与稻秸按不同比例混合进行好氧堆肥60 d,研究堆体中NH+4-N、NO-3-N、6种重金属(Zn,Cu,Cr,Pb,Cd,Ni)质量分数及乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetra-acetic acid,EDTA)浸提的重金属质量分数在堆肥前后的变化情况.结果表明:堆肥后,堆体中NH+4-N质量分数总体下降,降幅为33.21%～47.71%,而NO-3-N的质量分数则增加18.23%～35.12%;堆肥后6种重金属质量分数均有不同程度增加,其中w(Cd)增幅最高,为21.31%;但用EDTA浸提的重金属质量分数均有所下降,最大降幅为18.42%,且以w(污泥):w(稻秸)=4:1混合堆肥的效果最好.     

高温熔融炉中污泥的焚烧试验

在高温熔融炉上进行了污泥的焚烧试验研究.为了了解污泥的燃烧机理,通过高速相机、电子扫描显微镜(SEM)和能量分散光谱仪(EDX)对焚烧过程中污泥的结构和形貌特征进行了描述,同时也研究了污泥焚烧后灰渣中重金属的浸出特性.结果发现在高温熔融条件下可以大大地减少污泥的体积,在高温下颗粒直径变化百分率跟时间成一定函数关系:Y=-0.0002{t}2h-0.1313{t}h 49.64.经过高温焚烧,由于一些矿物质会发生熔融,使其与跟重金属发生化学反应形成较稳定的化合物,灰渣中重金属非常稳定.     

城市污水厂污泥处置研究中重金属测定的前处理方法

重金属问题是城市污水厂污泥资源化利用的主要障碍之一,准确测定污泥中的重金属含量对于评价污泥的利用价值有着非常重要的意义.污泥样品的前处理对其测定结果的准确性和重复性影响很大,文章对城市污水厂污泥的几种前处理方法进行了研究,并对影响其测定结果的一些因素进行了分析.实验表明,重金属的测定结果与所加酸的性质有关,酸的氧化性越强,消解能力就越强.在同时测定Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,Ni 6种元素时,王水 HClO4法是一种比较理想的污泥前处理方法.     

两种杂草修复污水厂污泥重金属污染的应用研究

以酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、牛筋草(Eleusine indica)为试材,通过盆栽试验研究了杂草对污泥重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni的去除效果.结果表明,酸模叶蓼对Zn的去除率达到61.73%,对Ni的去除率为45.75%.对Zn、Ni具有良好的富集作用,可用于修复以Zn、Ni为主的重金属污染.将污泥与土壤按1∶3混合作为牛筋草的培养土,并适当地增加收割牛筋草的次数,能显著提高修复效率;牛筋草对Cu、Zn、Cd、Ni具有良好的富集作用,可作为Cu、Zn、Cd、Ni污染的修复植物.     

粉煤灰对钝化污泥重金属有效性影响

通过添加不同比例的粉煤灰对城市生活污泥进行钝化,系统的研究了粉煤灰对钝化污泥中金属元素Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe含量及其有效化的影响.结果表明:粉煤灰对污泥中有效态Cd、Pb、Ni、Cr、Mn、Fe具有钝化作用,其中对Cd和Fe的钝化效果最明显;但对Cu却有促进其向有效态转化的作用;总体上看钝化污泥人工土壤中重金属含量符合国家农用标准,而其中有效态Cd、Pb、Ni、Cr的含量均远远低于对植物体造成毒害的临界水平.     

仿骨盐吸附剂的合成及其在脱除重金属方面的应用

本文通过对比固态CaHPO4直接水解法和高浓度化学沉淀法,在低饱和状态下合成了羟基磷灰石.通过等离子发射光谱(ICP)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、热重(TG)以及扫描电镜(SEM)对其进行了表征,考察了其在脱除重金属方面的应用.结果表明:所得产物的组成和形貌均与人骨相似,为缺钙的碳酸盐型羟基磷灰石;其对高浓度的Hg2+、Pb2+、Cd2+、Cr3+和低浓度的Pb2+、Cd2+、Cr3+有较强的吸附,对Cr2O72-和AsO33-则没有吸附作用.     

垂序商陆对污染水体重金属去除潜力的研究

以超积累植物垂序商陆为实验材料,通过温室实验,探讨其应用于污染水体的植物修复潜力.选取生长一致的垂序商陆幼苗置于不同重金属水平(Mn2+,Zn2+和Cd2+)的生长介质,分别在0,2,4,6,8和10 d测定溶液中的重金属含量;10 d后收获垂序商陆,并将植株分为地上部和根系,用原子吸收法测定植物不同部位的重金属含量.研究结果表明:10 d内垂序商陆对Mn2+,Zn2+和Cd2+的去除率分别为35.4%～49.7%,38.1%～40.0%和50.8%～53.7%;在不同条件下垂序商陆体内重金属含量不同,但均随着生长介质中重金属水平的提高而上升;垂序商陆地上部分锰含量较高,而锌和镉则主要吸附在根系;垂序商陆对水体重金属的去除能力表现为植株吸收和根系吸附作用的复合;利用垂序商陆种苗实施低浓度重金属废水的植物修复具有广阔的应用前景.