王敦球[1]2004年在《城市污水污泥重金属去除与污泥农用资源化试验研究》文中研究说明随着当今世界人口快速增长和经济的迅速发展，环境污染问题日益严重。各城市污水处理厂的大量兴建，有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。但污水处理过程中产生的大量污泥很容易对环境造成二次污染，由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其资源化农用已经成为当今研究的热点，但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素。许多学者针对如何减少和降低城市污泥中重金属毒害作用展开了广泛的研究，但系统性、经济性和实用性还达不到要求。因此对城市污泥进行重金属去除方法和资源化农用的系统研究，就显得有十分重要的意义。本文以桂林市污水处理厂的污水污泥作为试验对象，以有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素为目的，以污泥的资源化农用作为研究的最终手段，从生物、化学和电化学处理叁个方面对污泥中重金属的去除进行了分析研究。本文对桂林市城市污泥的成分和化学性质作了详细分析，得出桂林城市污泥完全符合污泥资源化农用的营养物质要求。同时对桂林城市污泥中各重金属元素的化学形态分布情况进行了详细测定，对重金属的生物毒性作了评述，为进一步采用不同方法去除污泥中重金属提供了基础。通过对污泥中重金属的化学形态分析得出，桂林市污泥中大多数元素以稳定性较好的硫化物及有机结合态、残渣态形式存在，通过适当的处理后可以安全地加以资源化利用。试验得出：微生物方法更能有效地去除污泥中的重金属离子。重金属元素的去除除与pH值有关外，微生物的代谢、吸附等特性也可以大大促进污泥中的重金属形态的转变和促使重金属元素的溶出。同时对硫和硫酸亚铁盐作基质时最佳的投配比进行了讨论，得出硫作基质时投配比分别为3g/l最佳。在污泥接种时，去除污泥中重金属离子可以达到较好的效果，且有利于淋滤周期的缩短。试验首次证实，硫酸亚铁盐作基质时在曝气条件下可以不需预酸化，也可以达到较好的处理效果。论文系统地比较了不同的酸剂处理污泥中重金属的效果，得出不同酸剂对不同的重金属元素的去除效果存在一定差异。重金属元素不同，其最佳的处理环境也不同；pH值越低，重金属元素的去除效果越好，氧化剂可对污泥中部分重金属的去除有较好的促进作用。通过试验，对桂林市的部分超标污泥采用2%H2O2和10%HCl处理后效果更好，完全能满足我国农用污泥中重金属含量标准的要求。本文对电化学法去除污泥中重金属进行了探索，采用高电压和高电流更能有效去除金属离子。首次针对污泥处理设计了污泥区与重金属回收区分离的处理装
崔佳丽[2]2008年在《生物淋滤法去除污水污泥中的Cu、Zn、Ni》文中研究说明随着我国污水处理设施的普及,污泥产量日益增加,由此产生了十分严竣的污泥问题。由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素,其资源化农林利用己经成为当今研究的热点,但污泥中重金属元素己成为制约污泥资源化农林利用的关键因素。因此对城市污泥进行重金属去除方法和资源化农林利用的系统研究,就显得有十分重要的意义。本文以太原市河西北中部污水处理厂的污水污泥作为试验对象,以有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素为目的,以污泥的资源化农林利用作为研究的最终手段,从生物方面对污泥中重金属的去除进行了分析研究。本文利用微生物方法,即生物淋滤法(Bioleaching)脱除污泥中的重金属,生物淋滤法具有成本低、去除效率高、脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注。污泥生物淋滤法主要利用硫杆菌属将污泥中难溶性金属硫化物直接或间接氧化成金属硫酸盐溶出,通过固液分离达到去除重金属的目的。目前,污泥重金属生物淋滤技术的研究刚刚起步,对利用硫杆菌淋滤的研究,以及生物淋滤最佳接种量、反应器等内容的研究尚不全面。本文首先简要介绍目前国内外污泥处理及处置的主要技术并提出污泥农林利用的必要性;然后着重论述了污泥中重金属处理的基本方法和理论。第二部分主要介绍生物淋滤的细菌菌属的特性、生物淋滤的反应机理及影响生物淋滤过程中重金属去除效率的因素。第叁部分对太原市河西北中部污水处理厂浓缩污泥中重金属总量测定及形态进行分析:该污水厂浓缩污泥中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超过污泥农林利用酸性土壤标准,经过重金属形态分析,污泥中Zn元素不但含量高,且不稳定形态所占比例普遍较高,超出污泥农林利用酸性土壤的标准。污泥在农林利用前对重金属进行处理是必要的。第四部分针对太原市河西北中部污水处理厂浓缩污泥,利用氧化硫硫杆菌进行淋滤,研究了不用接种量对淋滤效果的影响,发现采用3%的接种量,沥滤效果较好,Cu,Zn和Ni沥出率分别为93.9%,83.4%和55.6%;硫浓度越高,污泥样品的pH值下降越快,3g/L和5g/L的硫浓度下最终pH值稳定在1.8左右,选择3g/L为最佳底物浓度。论文第五部分设置了简单的淋滤反应器,以连续搅拌的方式运行的反应器,在不投加接种液的情况下,经过一个周期可以在18天左右达到较好的淋滤效果,后叁周期生物淋滤达到较高去除率的时间越来越短。这是由于随着生物淋滤的进行,污泥中硫细菌经过驯化所用时间逐渐缩短。第六章对全文做了总结,并对后续工作提出了建议,应对不同种类污泥重金属的淋出效率及污泥最佳接种量与最短淋出周期的关系还应进一步研究和优化;测定经过淋滤后营养成分损失情况;研究生物沥滤后污泥土地利用情况;污泥中重金属经固液分离分离后,对于淋滤液应该采用合理的回收措施。
胡伟桐[3]2015年在《生物沥浸污泥工程化好氧堆肥效果及其机理研究》文中研究指明截至2014年,我国设市城市、县共建成城市污水处理厂3717座,污水处理能力达1.57亿M3/日,相应的含水率80%的城市污泥产生量达10×104吨/日。由于经济和技术方面的原因,我国城市污泥尚未得到妥善处置,污泥随意弃置或不合理的施用已对环境造成了潜在危害。污泥堆肥后土地利用是目前最经济有效的污泥资源化利用方式,污泥堆肥产品具有改良土壤、增产增收的效应。然而由于常规脱水污泥含水率达78%～85%,需要加入大量的调理剂或有机添加剂以降低含水率并增加孔隙率,导致堆肥占地面积大、操作不便、堆肥效率低、成本难以控制、堆肥质量不稳定。因此实现污泥高效脱水得到较低泥饼含水率(小于60%)是改善当前这些问题的关键。以复合硫杆菌为主体的微生物生物沥浸技术可以对城市污泥实现很好的调理,明显改善污泥脱水性能。工程实践表明,生物沥浸后的污泥可机械脱水至含水率低于60%,并且与化学调理不同,污泥生物沥浸后有机质、氮、磷等养分含量无明显降低,泥饼肥效没有损失。将含水率60%的生物沥浸污泥饼进行工程化堆肥,无需加入大量调理剂调节含水率,可节约运行成本并且堆肥操作更加简便。然而,目前生物沥浸污泥工程化堆肥处理的相关研究仍然缺失。本文针对生物沥浸污泥堆肥资源化过程中可能遇到的问题,重点开展了生物沥浸污泥工程化堆肥效果及生物沥浸污泥堆肥过程中氮素损失控制、生物沥浸污泥工程化堆肥条件优化、生物沥浸污泥堆肥腐熟度评价方法的研究。经过系列试验,主要研究结论如下:1、江苏省无锡市城市污水处理厂脱水污泥含水率平均值达80.8%,有机质、总氮、总磷以及总钾含量的均值为45.4%、3.49%、2.02%和0.24%,其中总氮和总磷含量均高于普通农家肥,全部满足污泥土壤改良及污泥农用处置养分要求。然而脱水污泥中的重金属含量均有不同程度的超标现象,污泥中的重金属是制约城市污泥土地利用的重要因素。2、利用污泥生物沥浸反应器对城市污泥进行生物沥浸处理。处理后的污泥经板框压滤机脱水,泥饼含水率下降至55.8%,同时污泥养分含量未发生明显减少。生物沥浸污泥饼中重金属Cu、Zn、Cr与Ni的含量相比原始污泥分别下降48.2%、11.4%、9.8%和12.3%,并且重金属的形态也发生较大变化,重金属的生物有效性明显降低,有利于污泥后续土地利用。3、对生物沥浸污泥工程化好氧堆肥效果及其降低堆肥氮素损失的机理进行研究。结果表明,生物沥浸污泥堆肥所需调理剂约为常规脱水污泥堆肥的10%,堆体pH值相比常规脱水污泥堆肥低0.2～0.3;生物沥浸污泥堆肥体系中的有机物更易被微生物降解,有机氮更容易发生矿化,NH4+-N含量明显升高,然而累计氨气挥发量仅为常规脱水污泥堆肥的51%。研究发现相对较低的堆体pH值、微生物氨同化作用以及生物沥浸污泥中存在的水溶性铁离子联合抑制生物沥浸污泥堆肥氨气挥发,减少了氮素损失,因而生物沥浸污泥堆肥产品肥力更高并且重金属含量低。4、使用不同有机调理剂进行生物沥浸污泥条垛式堆肥,发现麦糠的加入可以促进堆体升温,堆料有机物和粗纤维降解率最高,麦糠是生物沥浸污泥堆肥快速腐熟的高效有机调理剂;添加菇渣的堆肥氨气挥发速率最低,氨气挥发量仅为麦糠处理的31%,且堆肥产品的总氮含量最高,较堆肥前增加23.6%。通过分析得知,菇渣比表面积较高,结构疏松多孔,具有较强的氨气吸附能力。菇渣是减少生物沥浸污泥堆肥氮素损失的优良调理剂。5、采用硫酸亚铁、沸石和过磷酸钙作为减少氨气挥发的生物沥浸污泥堆肥保氮剂。结果表明,相比对照处理,过磷酸钙和硫酸亚铁的加入使得累计氨气挥发量分别减少了30%和94%,而沸石处理增加了38%。实验结果表明,硫酸亚铁固定了堆肥过程中产生的NH4+-N,堆肥氮素损失减少45.6%。硫酸亚铁可以作为生物沥浸堆肥工程中高效、廉价的氮素损失抑制剂。6、通过对不同堆肥时期生物沥浸污泥堆肥样品的理化性质和生物指标分析,建立了一种简单快捷的生物沥浸污泥工程化堆肥腐熟度评价方法并提出相应标准:以CO2释放速率≤5000 mg CO2/kg vs/d作为堆肥样品完全腐熟的标准;当CO2释放速率<12000 mg CO2/kg vs/d时,可以认为堆肥样品接近腐熟,对作物没有毒害作用,可直接进行土地利用。选取不同原料堆肥样品进行腐熟度测定,结果表明,该方法对不同原料的堆肥具有一定的适用性。7、建立了生物沥浸脱水污泥饼高温堆肥工程并详细分析工程工艺流程、设备选型、运行参数、处理效果及经济性。二年多的工程实践结果表明,生物沥浸污泥堆肥系统解决了目前常规脱水污泥堆肥所遇到的诸多问题,堆肥产品用于园林绿化,具有良好的经济效益和社会效益。论文研究成果对于生物沥浸污泥工程化堆肥技术的应用及推广具有指导意义。
黄明[4]2009年在《城市污水污泥中重金属的生物沥滤技术试验研究》文中指出随着我国城市化进程的加快,各城市(城镇)污水处理厂相继建成,大大减轻了城市生活污水和工业废水对水环境的污染。但是,城市污水处理率的提高也带来了新的问题,即城市污水污泥如何安全处理和处置。一方面,城市污泥中含有丰富的氮、磷、钾和有机质等植物性营养元素,是很好的肥源和良好的土壤改良剂,具有广阔的资源化农用前景。而另一方面,城市污泥中存在的高浓度有毒有害重金属元素,则严重制约了城市污泥资源化农用。在我国由于城市污水处理工艺、城市污水性质和城市经济类型的差异,使得我国多数城市污水厂的剩余污泥中的Cu、Zn等重金属元素普遍超过《农用污泥污染物控制标准》GB 4248-84的相关标准,因此,采取有效的措施对城市污泥中高浓度重金属的生物毒性和含量加以控制显得十分迫切和必要。针对这一课题,不少学者提出一些新颖的城市污泥中重金剔除技术和方法,其中生物沥滤技术被众多学者誉为城市污泥的绿色洁净化技术,其处理成本较低、处理效果好、易于大规模推广等特点,成为当前污泥(沉积物)中重金属污染治理的热点。目前,对于生物沥滤法去除污泥中重金属的研究仍以纯菌种的玻皿实验为主,而对该技术的工程应用时的实际情况缺乏系统研究。因此,从生物沥滤的工程应用角度出发,按工程化运行特点对这一技术进行全面研究显得十分重要。本文以桂林城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,以有效去除和降低城市污泥中高浓度重金属含量和生物毒性为目标,在研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)两类沥滤微生物的生长特征基础上,从生物沥滤装置的选择、工艺流程的设计、沥滤运行参数优选、沥后污泥潜在生物毒性评价等几个方面对工程中应用生物沥滤技术这一课题进行了系统地研究。本文对桂林城市污水污泥成分进行详细分析,得出桂林城市污泥有机质和总养分分别为426g/kg和99.1g/kg,具有较高的农用价值。污泥中Cu、Zn、Cd含量超过我国污泥农用的相关标准,是研究生物沥滤去除的主要对象。采用Tessier连续提取法对污泥中重金属化学形态进行了分析,污泥中Cu、Pb、Ni、Cr主要以稳定性较好的硫化物及有机结合态(Organ)和残渣态(Resd)形式存在,Zn和Cd以不稳定态形式存在为主,污泥中各重金属的潜在生物有效性强弱为:Cd>Zn>Ni>Pb>Cu>Cr。为提高生物沥滤技术去除城市污泥重金属的工程应用价值,本研究在分析我国中小城镇污水处理厂现有污水污泥处理设施完善程度的基础上首次提出了采用序批式生物反应器为沥滤主体构筑物的生物沥滤除污泥重金属工艺。文中对分别采用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌进行生物沥滤的各主要影响因素进行了研究,确定了以二沉池出泥(剩余污泥)为沥滤对象时的生物沥滤各运行参数。其中氧化亚铁硫杆菌沥滤体系的最佳运行条件为:底物投加量10g/L、温度25℃、曝气强度0.4L/(min·L)、接种量为30%。氧化硫硫杆菌沥滤体系的最佳运行条件为:底物投加量3g/L、硫颗粒平均粒径165um、温度20~30℃、曝气强度1.0 L/(min·L)、接种量10%。并对两嗜酸菌沥滤在最佳运行条件下的工程运行周期进行了分析,确定氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌沥滤体系的适宜运行周期和多批次运行的稳定性进行了分析,表明此两沥滤体系的最佳运行周期为2天和3天,经多批次运行时污泥的酸化和重金属去除效果较好且运行稳定。为了解嗜酸微生物的微观生长特征,研究以桂林城市污泥为培养介质,经多次富集纯化得到污泥土着氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌,并根据嗜酸菌生长及代谢底物特点,引入Michaelis-Menten方程,推导出嗜酸菌的生长动力学方程。得到氧化亚铁硫杆菌生长动力学参数Ks=13.763g/L,μm=0.169 h-1;氧化硫硫杆菌的生长动力学参数Ks=1.836 g/L,μm=0.075 h-1。为研究沥滤过程中污泥中重金属迁移及各化学形态释放特征,对沥滤过程中污泥中重金属的含量和化学形态进行了分析,结果表明经过生物沥滤处理后,污泥中主要高浓度重金属Cu、Zn和Cd的残余浓度均符合《农用污泥污染物控制标准》GB 4248-84的相关标准,沥滤后污泥中Cu, Zn和Cd均能以化学性质较稳定的硫化物及有机物结合态(Organ态)和残渣态(Resd态)形式存在,并对Cu、Zn、Cd的各化学形态在沥滤体系中的释放能力进行分析研究。采用了当前较为先进的沉积物质量基准法(SQGs)和Hakanson指数法对沥滤前后污泥中重金属的潜在生物毒性进行了定性和定量的评价,结果表明A.ferrooxidans菌对Cu、Cd的脱毒作用强于A.thiooxidans菌;沥滤前、后污泥中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Ni的潜在生态危害性强弱表现为:Cd>Cu>Zn>Ni>Pb>Cr和Cd>Cu>Zn>Pb>Ni>Cr。沥滤后污泥的综合潜在生态危害指数下降91.0%以上,且A.ferrooxidans菌沥后污泥的潜在生物毒性最弱,其综合潜在生态危害指数为84.75,是生物沥滤去除城市污泥重金属工程应用的适合菌种。
闫瑾[5]2010年在《生物淋滤法去除污泥中重金属的工艺参数优选研究》文中提出生物淋滤技术是一门极具潜力的新兴生物技术,是去除污泥中重金属的有效途径。生物淋滤法具有成本低、去除效率高、脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注。污泥生物淋滤法主要利用硫杆菌属将污泥中难溶性金属硫化物直接或间接氧化成金属硫酸盐溶出,通过固液分离达到去除重金属的目的。随着城市污水处理设施的普及,污泥产量日益增加,虽然污泥土地利用经济可行,但污泥中的重金属会对生态环境和人类健康造成潜在威胁,此时生物淋滤技术就显得尤为重要。目前,污泥重金属生物淋滤技术的研究刚刚起步,对利用硫杆菌淋滤的研究,以及反应器等内容的研究尚不全面。因此,为了使生物淋滤高效、经济的运行,研究其最佳工艺参数具有十分重要的意义。本文以太原市河西北中部污水处理厂的浓缩污泥作为研究对象,利用生物淋滤法对污泥中的重金属进行去除,对生物淋滤的工艺参数进行了优选,并在此基础上运行动态生物淋滤试验。目的是有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素,使其实现资源化,为进一步的农林利用打下基础。本文首先简要介绍了污泥的特点和性质,以及目前国内外污泥处理、处置的主要技术,并重点提出了污泥农用资源化的效果和环境效应和污泥中重金属的基本处理方法。其次介绍了生物淋滤的研究现状,其中包括生物淋滤菌种的特性、生物淋滤法去除污泥中重金属的生物反应机理和影响生物淋滤过程中重金属去除效率的因素等,然后提出了生物淋滤的改进和前景。在对河西北中部污水处理厂的浓缩污泥重金属总量测定时发现该污水处理厂浓缩污泥中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超过污泥农林利用酸性土壤标准。经过重金属形态分析,发现污泥中Zn元素不但含量高,且不稳定形态所占比例普遍较高,超出污泥农林利用酸性土壤的标准。所以,在农用前对污泥中重金属进行处理是非常有必要的。试验通过使用硫酸亚铁和硫粉两种不同的培养基的重金属浸出率的比较,依据河西北中部污水处理厂Zn含量过高的实际情况,选择了硫粉作为底物。利用氧化硫硫杆菌的混合菌液进行生物淋滤静态试验,研究了不同污泥浓度和底物浓度下、不同接种量下、不同初始pH值下重金属的淋滤效果,结果发现采用3%的接种量,沥滤效果较好,而最佳污泥浓度为5%,最佳初始pH值为4,最佳底物浓度为5g/L。确定最佳工艺参数后,应用续搅拌生物淋滤反应器(CSTR),分两种方式进行生物淋滤动态试验,即连续流和间歇式,其中间歇式生物淋滤进行了叁批试验。试验发现,间歇式比连续流的去除效果好,同时,除Cd外,Cu和Zn的去除效果均比静态试验好。最后,本文建议改进菌种,缩短淋滤周期,对动态实验要做更深入的研究。同时,应该跟踪测定淋滤后其营养成分的含量,以保证污泥农用后的肥效和利用率,以及对污泥生物淋滤后的淋出液进行合理的回收重金属的处理。
李晓晨[6]2006年在《城市污水处理过程中重金属形态分布及潜在迁移性研究》文中提出重金属是城市污泥农用的主要制约性因素之一，而重金属在污泥中的赋存形态对其潜在环境行为具有重要的影响。本文以我国两个典型城市污水厂为研究实例，系统研究了在污水处理过程中污水及污泥中重金属的化学形态分布规律，并对污泥中重金属的潜在迁移性和生物有效性进行了研究。得出的主要结论有： (1)城市污泥既具有较高的潜在农用价值，又具有一定的生物毒性。污水处理过程中，不同污泥的理化特性存在明显差异，最终处理污泥的特性主要受初沉池污泥特性的影响。 (2)城市污水生物处理对污水中的重金属具有较高的去除率，且去除率受污水中重金属含量及赋存形态、SS、BOD和COD浓度等因素的影响。 (3)城市污水处理过程对污水的理化特性和重金属的形态分别均会产生重要的影响，且随着污水处理的先后顺序表现出明显的规律性变化。 (4)污泥中重金属的稳定性随着污水处理过程的先后顺序而逐渐增强。Fe、Ni、Cr和Mo主要以残渣态存在；Cu、Pb主要以氧化态和残渣态存在；Mn和Zn在不同污泥中的形态分布不同。重金属的形态分布与金属的特性、污泥的组成及其特性有关，且污泥特性对其影响的方式及程度因金属的不同而不同。 (5)污泥中重金属的浸出、淋溶以及生物富集试验的结果表明，Zn、Mn和Ni具有较强的迁移性，而Pb、Cu和Fe则相对较稳定。重金属的潜在迁移性不仅受污泥特性及金属总量的影响，而且更主要受重金属自身特性和在污泥中的形态分布影响。 (6)污泥中的重金属释放后稳定性有所增强，且其在污泥中的化学形态会发生明显的规律性的再分布现象。 (7)小麦幼苗中重金属含量及对重金属的富集系数均与污泥中重金属的潜在迁移指数(PMI)之间呈显着正相关性，而与污泥中重金属的总量及各种形态含量之间无显着相关性，表明PMI比单纯的形态分析更直观有效地反映污泥中重金属的潜在迁移能力。
易晓娥[7]2005年在《城市污水厂污泥农用资源化研究》文中提出本文对采用堆肥技术处理污泥以实现污泥的农用资源化进行了研究,并重点探讨了解决污泥普遍存在的重金属和植物毒性物质超标、可降解有机物过多以及含有大量致病微生物等问题的有效途径。 在本文的第一章中,对污泥的性质、分类、危害、常见处理处置方式、农用的标准和规范以及污泥堆肥处理的工艺流程、控制参数等方面做了较为全面和具体的论述;在污泥堆肥处理的综述中进行了不同的堆肥反应器特点的比较、介绍了堆肥产品腐熟度评价标准。 第二章进行了福州市祥坂污水处理厂污泥农用可行性的研究。分析了该厂污泥的植物营养素(NPK)含量、重金属含量及重金属形态的分布特点,结果表明该厂污泥具有很好的农用前景。 第叁章研究了污泥与粉煤灰混合厌氧堆肥过程中重金属铜稳定化的效果,为了解决厌氧堆肥发酵速率慢的问题,采用添加人工酵母来加速发酵。实验中污泥与粉煤灰分别按照质量比为1:1:3:1和4:1进行混合,在常温下进行厌氧堆肥17天。分别在堆肥的第0天、第3天、第6天、第11天和第16天取样,采用Tessie分布提取法分析重金属铜形态分布的变化。结果表明污泥与粉煤灰混合堆肥过程中铜的不稳定态含量降低,铜的稳定率显着提高。叁种配比中,3:1混合物的稳定化效果最佳。 第四章中利用自行设计的实验室间歇好氧堆肥反应器进行了污泥好氧堆肥。分别向污泥中添加粉煤灰与木屑作为调节剂,采用间歇式好氧堆肥的方式进行堆肥。观测了堆肥过程中温度、pH值、挥发性有机物,氮磷含量等参数的变化情况。观测到两个堆体温度上升都很迅速,在2-3天就达到了高温阶段50℃,高温阶段维持了两个星期。在pH变化方面,两个堆体都经历了先上升后下降的过程。但粉煤灰堆肥的pH值变化不如木屑堆肥明显,这是因为粉煤灰呈碱性,具有一定的缓冲效果。随着堆肥的进行总氮、总磷和总钾的量均逐渐增加。堆肥55天后的产物中营养素含量达到最高,说明堆肥过程
严锐[8]2014年在《城市污泥中重金属的处理及农业资源化的研究》文中研究指明近年来,城市污水处理量正在随着城市化进程的加快而快速提高,城市污水处理厂的污泥产量也随之急剧增加。污泥中含有的大量有机质和植物生长所需要的氮、磷、钾等元素是良好的有机肥料,将其进行农业利用是一种最为经济可行和最有前景的处置方法。然而城市污泥中含有大量重金属污染物,这是限制污泥农用的主要因素,将含有重金属的污泥直接施用于土壤,会导致土壤中重金属含量增加,对生态环境和人体健康产生潜在的危害风险。因此,将污泥农用之前,必须采取适当的处理措施,降低重金属的危害性。目前,重金属的处理方法有两类：一是将重金属从污泥中去除,二是将污泥中的重金属稳定化,使其由有毒、易溶、不稳定的状态变为无毒、低溶或不溶、稳定的状态。对此,不同的学者针对不同方法对重金属的去除率和稳定化率及影响因素进行了研究。本文是在前期对各种处理方法充分比较的基础上,选择去除和稳定化两种方法进行实验。在减轻污泥中重金属所造成的不利影响前提下,重点考察了污泥中营养元素有机质、N、P及其有效形态含量的变化。并将处理后的污泥与土壤按比例配比,分析各组分指标。实验结果表明：在重金属去除及营养成分分析实验中,(1)柠檬酸对污泥中的重金属有良好的去除效果,达到最佳浓度时各种重金属Pb、Cd、Cu、Zn、Cr去除率分别为83.32%,69.23%,92.85%,47.11%,45.65%。处理后的污泥可以达到农用污泥重金属控制A级标准。EDTA对污泥中的重金属也有较好的去除效果,但去除效果不如柠檬酸,达到最佳浓度时各种重金属Pb、Cd、Cu、Zn、Cr的去除率分别为47.83%、43.11%、38.9%、20.57%、37.73%.处理后的污泥可达到农用污泥重金属控制B级标准。(2)重金属去除实验以后,污泥中营养元素含量均有所变化,但N、P含量仍高于猪粪、鸡粪和厩肥中营养元素的含量。在降低了重金属含量的前提下,可以用作土壤改良。(3)污泥／土壤配比以后,随着污泥／土壤比例的减少重金属含量呈下降趋势,降低了重金属在土壤中富集和累积的风险,但其中的营养成分也有所下降。因此污泥／土壤比例1：2时,改良效果最佳。在重金属稳定化及营养成分分析实验中(1)改性膨润土对各重金属稳定化效果良好,几种重金属稳定化率均呈上升趋势；在一定范围内,改性膨润土对重金属的稳定化率随投加量的增加而增加,当改性膨润土投加量达到3g以后,对各重金属的稳定化率最高可达到Cu(91%),Zn(93%),Cr(94%),Cd(84%),Pb(90%).(2)经过改性膨润土稳定化作用后,各种重金属的形态分布均发生了变化,主要分布在稳定的残余态。各重金属稳定态的所占比率分别为Cu(86%),Zn(90%),Cr(91%),Cd(81%), Pb(85%).(3)重金属稳定化实验以后,污泥中营养元素含量均有所变化,但N、P含量仍高于其他肥料中营养元素的含量。在降低了重金属生物有效性的前提下,可以用作土壤改良。(4)污泥／土壤配比以后,随着污泥／土壤比例的减少有效态重金属呈下降趋势,降低了有效态重金属在土壤中富集和累积的风险,但其中的营养成分也有所下降。因此污泥／土壤比例1：2时,改良效果最佳。
谢鸿志[9]2009年在《淮南市城市污泥特征及其重金属生物可利用性研究》文中认为近年来,城市污水处理过程中的副产品污泥的处置及其环境影响受到越来越多的关注。污泥中的重金属元素是制约污泥土地利用的主要障碍,因此我们开展研究,以期为城市污泥合理的处置和资源化利用提供科学参考。本研究采用现场调查的方法分析了淮南市城市污泥的特性,主要开展的研究如下:了解污泥的基本理化性质;采用超标单项评价指数和Nemorow综合评价指数对淮南市污泥农用安全进行评价;对城市污水不同处理工段污水、污泥中的重金属含量进行连续监测分析,寻求重金属的迁移转化及形态分布规律;pH对污泥中重金属元素的迁移性和生物可利用性影响规律;重金属化学可萃取性与生物可利用性之间的关系等。本文选取了淮南市首创第一城市污水处理厂的污泥进行实验研究,主要研究结果如下:(1)与土壤相比,城市污泥总体呈高有机质、高氮磷、低K、高营养,具有很好的农用价值,Zn和Cu是最主要的重金属污染物。(2)采用超标单项评价指数和Nemorow综合评价指数对淮南市首创第一污水处理厂污泥农用安全性进行评价,对于该污水处理厂污泥中的各重金属单项指数均未超标,综合污染指数均未超过1,说明淮南市城市污泥符合我国污泥农用标准。(3)对于污水在不同处理工段中重金属含量不同,其与污水处理各工段对污水中重金属的去除效率有关。Cu在沉砂池和氧化沟的去除效果相当,Zn、Pb、Ni主要是在沉砂池中去除,而Cd主要是在氧化沟中被去除。比较不同工段污泥样品中重金属元素的含量分布,重金属元素沉积到污泥中没有特别显着的差异,Cu主要分布在可氧化态,Zn与Ni主要分布在可交换态和可还原态,Pb主要分布在残渣态与可交换态,Cd主要分布在可氧化态。(4)pH明显影响污泥中重金属元素的形态分布,酸性污泥样品中各重金属元素可交换态百分比明显高于其它污泥。低pH值可以降低样品对重金属的吸附率,促进重金属的释放,相反,高pH值可抑制样品中重金属的释放,促进重金属的沉淀。(5)小麦幼苗不同组织对于相同的元素富集能力不同,根系富集的重金属的含量高于茎叶的含量。在所研究的五种萃取剂中,EDTA萃取的污泥中重金属的含量与小麦幼苗根系富集的重金属的含量呈现很好的相关性,可作为污泥中重金属元素潜在生物有效性评价的最佳化学萃取剂。
郭颖[10]2003年在《表面活性剂与螯合剂对城市污泥中Cd、Cr的去除》文中研究说明随着人口的增加和城市化的加快，污泥作为城市污水处理的副产物，其排放量也相应增加。污泥的处理处置是令很多污水处理厂头痛的大事，其出路主要有填埋、焚烧等耗竭性处理及农业利用等资源化处理技术。由于环境压力、资源浪费的缘故，耗竭性处理技术逐渐减少或被禁止，而被认为最有潜力的污泥处理处置是对其进行土地利用处理，它不仅可以有效利用污泥中对植物有用的营养物质，使其重新参与生态系统的物质循环，而且费用低廉，消纳量也很大。无论是污泥直接经过简单处理施入农田，还是将污泥发酵作为有机原料，生产有机肥或有机无机复合肥，都不可避免地将对环境有害的重金属带入环境。因此需采取一定的控制措施将污泥中重金属予以分离除去。 在分离污泥重金属的化学、物理及生物学等诸多方法中，化学方法具有见效快、可操作性强等优点而被广泛使用。以前所选用的化学提取剂多集中在无机强酸、有机酸和螯合剂等单一物质上。对其复合去除效应则研究甚少，特别是利用表面活性剂来强化螯合剂去除污泥重金属的研究还未见报导。近来已陆续出现了利用表面活性剂与螯合剂的联合来修复土壤重金属污染的相关研究。根据土壤与污泥的相似性原理，可以利用螯合剂和表面活性剂来去除污泥中重金属。 本文首先评价污水处理系统中各种污泥重金属的安全性，并对化学方法去除污泥重金属的效果进行了评估，建立了化学方法的应用原则及评价指标体系。在此基础上，通过模拟试验，重点研究了螯合剂与表面活性剂单独或复合去除重金属的效果，分析了这几种化学物质对污泥重金属去除的主效应及复合效应，并考察了化学去除重金属对污泥氮素损失的影响和处理前后污泥重金属的形态变化，为城市污泥的农用资源化提供科学依据。 通过对重庆市唐家桥污水处理厂的生污泥、活性污泥、一次厌氧消化污泥、二次厌氧消化污泥中的重金属进行测试，并以国家标准GB4284—84为判定依据，采用单项评价与Nemerow指数综合评价方法对各类污泥的农用安全性进行了评价，发现污泥在污水处理流程中，其重金属有从生污泥、活性污泥、一次厌氧消化污泥、二次厌氧消化污泥逐渐富集浓缩的趋势。尽管各污泥中重金属含量均未超过农用标准，但占城市污泥绝大部分的二次消化污泥中的Cd已非常接近农用标准，其农用潜在风险加大，必须在污泥资源化前将其去除。 通过对现行分离去除污泥重金属的方法进行评估，发现化学去除污泥中重金属的方法是可行的。优选污泥重金属化学去除的原则是最大限度地去除重金属，最大限度地保全有用成分，最大限度地减少二次污染，最大限度地节约经济成本，以及最大限度方便操作，据此可确定评价化学去除方法的指标体系是目的重金属去除率、植物养分损失率。产水系数、投资系数与可操作系数。 模拟试验以上述4类污泥中产生量最大的二次厌氧消化污泥为材料，选择两种代表性的重金属Cd（阳离子型赋存＼Cr（酸根阴离子型赋存）为去除对象，考察资合剂柠檬酸、EDTA及表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）等叁种化学物质对Cd、Cr的去除效果。试验分A、B、C、D四组进行。A组为化学提取剂的单独淋滤试验，柠檬酸的浓度设为 0＊5，0二，0．2，0．3mol＊，EDTA设为 0＊25，0刀5，0．125，0．25mol刁，SDS设为 0刀05，0刀1，0刀ZmolL”’，淋滤齐量设为 500ml kg”‘与 1000ml kg”l（即因波比分另为2＊与1：l）；B组为化学提取剂的复合淋滤试验，分别固定柠檬酸、EDTA浓度为0．3与 0．25mol－‘（A组中最佳浓度人然后分别与 0．005，0．of，0．02mol”’的 SDS进行复合淋滤，在复合中又设混合淋滤（两种化学物质1：1混合液）和顺序淋滤（两种化学物质先后淋滤人淋滤总剂量仍为 500ml kg’与 1000ml kg”’两个水平；C组为化学提取剂的单独振荡试验，所用浓度与A组相同，振荡时间设0．5，1，2，4，sh；D组为化学提取剂的复合振荡离心试验，分别固定柠檬酸、EDTA浓度为 0．3与 0．25mol”l仅组中最佳浓度人然后分别与 0刀05，0．of，0刀Zmol LI的 SDS进行混合振荡或顺序振荡，总的振荡时间仍设0．5，l，2，4，sh等水平，但顺序振荡中每种物质的振荡时间均减半。 根据上述试验方案，淋滤试验采用内径为4cm、长为20cm的硬质塑料管，用尼龙布固定底部，再加 Icm厚石英砂与一层尼龙布，装入” 风干的污泥，上面铺设尼龙布及石英砂。装柱完后，以去离子水浸泡至污泥湿润，以 0．sml min”‘的流速连续淋滤，测定淋出液Cd、Cr含量。振荡试验是将3g污泥样加人30ml提取液中，放入50ml离心管恒温振荡至设定时间，然后以1500rpm离心smin，测定上清液Cd、Cr含量。上述试验均重复2次。最后选取单独处理或复合处理中的效果较佳的刀个组合，测定去除重金属后的氮素损失率，结果显示： 在化学物质单独处理中，总的趋势是螫合剂（柠檬酸、EDTA）要优于表面活性剂SDS。在振荡中，Cd的最大去除率（64．769）要显着高于 Cr（57．25o），在淋滤中刚好相反，Cd、Cr的最大去除率分别为10．82O和60．36O。柠檬酸与SDS复合，在淋滤去除Cd、Cr?
参考文献：
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[6]. 城市污水处理过程中重金属形态分布及潜在迁移性研究[D]. 李晓晨. 河海大学. 2006
[7]. 城市污水厂污泥农用资源化研究[D]. 易晓娥. 福建师范大学. 2005
[8]. 城市污泥中重金属的处理及农业资源化的研究[D]. 严锐. 北京建筑大学. 2014
[9]. 淮南市城市污泥特征及其重金属生物可利用性研究[D]. 谢鸿志. 安徽理工大学. 2009
[10]. 表面活性剂与螯合剂对城市污泥中Cd、Cr的去除[D]. 郭颖. 西南农业大学. 2003
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