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隨著近年來城市污水產(chǎn)生量的增加、處理設(shè)施的不斷完善以及處理程度的深化,污泥的產(chǎn)生量持續(xù)增加。由于污泥中含有植物生長必須的營養(yǎng)元素,如 N、P、K等,因此污泥農(nóng)用是實現(xiàn)污泥資源可持續(xù)利用和提高土壤肥力的重要途徑。但是污泥中含有的有害重金屬也會遷移進入土壤,不僅能影響作物的正常生長發(fā)育,而且可能通過直接接觸、食物鏈等途徑危及人類的生命和健康,從而降低污泥的利用價值。重金屬的生物活性、遷移性不僅取決于總量,在很大程度上更加取決于重金屬的形態(tài)。因此對污泥中的重金屬進行鈍化處理,降低其生物有效性和活性,以減小重金屬利用的風(fēng)險,是污泥利用研究領(lǐng)域所關(guān)心的熱點問題。
本文以蘭州市七里河安寧污水處理廠的脫水污泥為原料,以純化的甘肅靖遠紅色凹凸棒石粘土為鈍化劑,通過研究凹凸棒-污泥混合物在4種時間(0d、10d、20d和30d)時的pH和EC,4種重金屬(Cu、Ni、Cr、Zn)的全量、水溶態(tài)和DTPA浸提態(tài)含量、BCR連續(xù)提取法的形態(tài)分布以及重金屬生態(tài)毒性的變化情況,運用方差分析和多重比較對比分析了純化凹凸棒石對污泥中重金屬的有效性的影響。
實驗結(jié)果表明:
(1)在凹凸棒經(jīng)純化后,晶體分布均勻、分散性好、形態(tài)細小,凹凸棒的純度和比表面積均提高。
(2)在污泥原料中,4種重金屬總量大小順序為Zn>Cu>Cr>Ni。Cu、Ni和Cr的形態(tài)分布一致:F4>F3>F1>F2,Zn的形態(tài)分布為:F4>F3>F2>F1。Cu和Ni主要以不穩(wěn)定態(tài)存在;Cr和Zn的主要為穩(wěn)定態(tài)存在。
(3)同一時間下,污泥的pH值均隨凹凸棒添加比例的升高而增大;同一種凹凸棒石添加比例下,污泥的pH值隨時間的延長而減小。0d時,污泥的EC值初始值隨凹凸棒添加比例的升高而減小,其余時間點下EC值初始值隨凹凸棒添加比例的升高而增大;隨著時間延長,對照處理下EC值基本恒定不變,其它凹凸棒添加比例下的混合物的EC值呈現(xiàn)出先降后升的趨勢。
(4)凹凸棒添加比例的增加和時間的延長均能使污泥中重金屬 Cu、Ni、Cr和 Zn的水溶態(tài)百分含量的減少。凹凸棒添加比例的增加和時間的延長對污泥中重金屬 Ni和Zn的DTPA浸提態(tài)百分含量的減少能夠起到積極作用,凹凸棒添加比例的增加使Cu和Cr的DTPA浸提態(tài)百分含量的減少,但時間的延長會激活重金屬Cu和Cr。
(5)同一時間下,凹凸棒石添加比例的增加能促使Cu的F1、F2和F3向F4轉(zhuǎn)化, Ni的F1向F2、F3和F4轉(zhuǎn)化,Cr的F1、F2和F4向F3轉(zhuǎn)化,Zn的F1、F3向F2、F4轉(zhuǎn)化。
(6)對于Cu和Ni,同一時間下,凹凸棒添加比例的增加使遷移率減小,促進活性形態(tài)向穩(wěn)定形態(tài)的轉(zhuǎn)變;同一凹凸棒石添加比例下,時間的延長使遷移率增大,促進穩(wěn)定形態(tài)向活性形態(tài)的轉(zhuǎn)變。對于Cr,不論是凹凸棒石添加比例增加還是時間的延長,均使遷移率增大,促進穩(wěn)定形態(tài)向活性形態(tài)的轉(zhuǎn)變。對于 Zn,不論是凹凸棒石添加比例增加還是時間的延長,均能減小遷移率,促進活性形態(tài)向穩(wěn)定形態(tài)的轉(zhuǎn)變。
(7)凹凸棒石添加比例和時間的增加均能促進污泥中重金屬的生態(tài)毒性的降低。

    關(guān)鍵詞：
    污泥處理 重金屬 鈍化作用 純化凹凸棒
    作者：
    劉輝
    學(xué)位授予單位：
    蘭州交通大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    環(huán)境工程
    導(dǎo)師姓名：
    任珺
    學(xué)位年度：
    2014
    語種：
    中文
    分類號：
    X703.1
    在線出版日期：
    2015年04月01日