论文部分内容阅读
目前，污泥的土地利用已成为国内外污泥处置的重要方式之一，而污泥中的重金属是限制其农用的主要因素之一，本研究开展污泥重金属总量和形态分布及其淋溶释放特性的研究，以期为城市污泥合理的处置和资源化利用提供科学参考。本文主要研究了北京、南京、济南、泰安和厦门5个典型城市的城市污泥中重金属元素及其形态分布。并通过淋溶实验研究了江心洲污水处理厂剩余污泥中重金属在模拟酸雨作用下的淋溶释放规律。得出以下研究成果：（1）污泥中的Cr、Cu、Mo、Ni和Pb主要以氧化态和残渣态存在，其酸溶／交换态和还原态含量较低，化学活性相对稳定，对环境的风险相对较小。Cd、Mn和Zn含有较高的可交换态和还原态，具有较强的潜在迁移性，对环境的风险相对较大。由形态分析研究污泥中重金属的风险性顺序为：Zn＞Mn＞Cd＞Cu＞Ni＞Mo＞Cr＞Pb。（2）污泥中重金属的活性受其理化特性影响显著，且影响的方式及程度也因金属种类的不同而存在较大差异。其中pH值对污泥中金属潜在可迁移性的影响程度顺序为，Cd＞Mn＞Zn＞Mo＞Cu＞Pb＞Cr；LOI对污泥中金属潜在可迁移性的影响程度顺序为，Cd＞Zn＞Mn＞Cu＞Pb＞Mo＞Cr；EC对污泥中金属潜在可迁移性影响顺序为Cd＞Cu＞Zn＞Mn＞Pb＞Mo≈Cr。（3）淋出液的pH随着淋溶时间的推移表现出两个明显不同的阶段，在淋溶初期随着淋溶时间的增加而迅速增大，并在淋溶24h时后达到相对稳定状态：淋出液的EC，TN、TP和CODCr的浓度随着淋溶时间的增加而迅速下降，而后随着淋溶量的增加而缓慢下降并逐渐趋于稳定。淋出液的EC，TN、TP和CODCr的浓度随时间成幂函数变化趋势。（4）各金属元素在淋出液中的浓度有明显类似的变化规律，即随着淋溶时间的增加浓度由高到低递减并逐渐趋于平衡的变化规律。通过对污泥中金属释放过程进行行数学方程拟合，应用双常数速率方程（Freundlich修正式）能更好的描述Cr、Cu、Ni、Pb和Mn的释放规律，抛物线方程（扩散方程）则能更好的描述Cd和Mo的释放过程，而Elovich方程修正式则能最佳的描述Zn的释放过程。（5）污泥中重金属的淋溶特性试验研究的结果表明，所研究污泥中8种重金属的淋失率按由大到小的顺序为：Mn＞Mo＞Cd＞Ni＞Pb＞Cr＞Cu＞Zn。除了Cd和Zn外，这一顺序所表示的污泥中不同重金属潜在迁移性强弱顺序与本文前面对污泥中重金属形态分析所得到的结论基本相吻合。