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如何去除污泥中的重金属

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如何去除污泥中的重金属

发布日期:2017-03-01 15:32 来源:http://www.hxhuanbao.com 点击:

      随着世界经济的迅速发展和人口的快速增长,城市中生活污水和工业废水对环境的污染问题日趋严重.污水和污泥是污水处理厂对污水处理过程中的必然产物,其有效处理已成为城市污水处理厂正常运行的保证.由于污泥中含有丰富的、具有可利用价值的有机质、氮、磷、钾等营养物质,因此,污泥农用成为污泥资源化利用的最有效途径之一.然而,农用污泥中也含有大量的重金属,而这些重金属元素是一类难于控制的污染物,具有毒性大、潜伏期长和能沿食物链富集等特点,因此,污泥农用存在很大的风险.去除污泥中重金属的方法很多,目前广泛使用的是微生物方法和植物修复方法.其中,微生物方法和植物修复方法都存在一定的问题,如处理效果不太稳定、生物淋滤周期较长等.因此,研发高效、环保、运行成本低的新型污泥处理技术迫在眉睫.

     电化学处理是利用电化学的方法将难降解有机物或生物毒性污染物降解,已被广泛用于废水处理中,而且在降解污泥中的有机物和重金属元素方面也得到了广泛的关注.电化学技术是指在外加电场的作用下,在特定的反应器内,通过一定的化学反应、物理过程或电化学过程,产生大量的自由基,利用自由基的强氧化性对污染物进行降解的一种技术.与其他方法相比,电化学方法具有无污染或少污染、易于控制、高度灵活性和经济性等特点.因此,本文以PbO2/Ti电极板为阳极、铜板为阴极,研究不同电压、电解时间与污泥中重金属的去除效果之间的关系,以期为城市污泥农用、污泥无害化和资源化利用提供科学依据.

     1、材料与方法

     1.1 样品的采集与处理

     污泥样品为取自乌鲁木齐河东污水处理厂5月份的污泥,污泥浓度约为15 g ˙ L-1.样品经过风干后,用研钵研磨,过 100 目尼龙筛,装于塑料瓶中,置于4 ℃冰箱中保存,备用.

     1.2 实验装置

     电化学处理装置是由有机玻璃制作的一种反应器.极板之间的距离为10 cm,极板的面积为100 cm2,阳极区和阴极区底面积均为105 cm2,高为15 cm,中间区宽为6 cm,具有稳定的直流电源,PbO2/Ti电极板为阳极,铜板为阴极,搅拌设备为JB-3A型定时恒温搅拌器,配大容量离心机(LWJ-2B型).具体实验装置。
     1.3 实验方法

     用王水+HClO4在电热板上对污泥进行消解,然后用0.1 mol ˙ L-1的盐酸洗涤、过滤、定容,并用原子吸收分光光度计测定重金属的含量,用Tessier连续提取方法分析重金属的化学形态.最后将电极板表面经过适当处理后放入电化学实验装置内,加入浓度为15 g ˙ L-1的污泥,接通电源,调节电压等,定期在实验装置内取样进行分析.

     1.4 分析方法

     分析用DHG-9070型万分之一电子天平,pH值采用pHs-3C型pH计测定,污泥中重金属含量用TAS-990型火焰式原子吸收光谱仪测定.

     2、结果与讨论

     2.1 污泥中重金属含量分析

     污泥中重金属的5种形态及对应的组分含量如表 1所示.污泥中重金属的5种形态通常包括可交换态(T1)、碳酸盐结合态(T2)、铁锰氧化态(T3)、有机结合态(T4)和残渣态(T5),且这5种形态在环境中的迁移性和生物有效性呈递减趋势(T1>T2>T3>T4>T5),其中,T1与T2之和用于污泥中重金属迁移性评估,而T1、T2、T3之和用于污泥中重金属生态有效性评估.若污泥进入到土壤环境中,污泥中有机物也会随着环境条件的变化而转化,同时,有机物结合的部分重金属元素也会被释放出来.因此,对污泥中的重金属在环境中的生态风险进行评估时还需要考虑T4的含量.T5一般只有在极端的环境下才会被释放出来,在自然环境条件下,T5对环境没有污染风险.


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