新疆某市污泥重金属污染特性研究

以新疆某市三家典型污水处理厂污泥为研究对象,分析总结了污泥中重金属含量及形态分布规律。结果表明:三家污水厂污泥中Cd、Pb、Cu和Zn 4种重金属元素含量均满足我国《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T309-2009)中B级标准。污泥中Zn和Cu主要以残渣态及有机结合态形式存在,而Pb及Cd两元素中可交换态、碳酸盐结合态及铁锰氧化态含量较高,在污泥农用时存在一定风险。     

织金县燃煤区土壤重金属含量及其结合形态

通过Tessier和Shuman法探究了织金县燃煤区土壤中水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态、残渣态七种形态Zn、Pb、Cd、Ni、Cu、As、Hg等几种重金属的含量,同时测定了其土壤中各种重金属的总含量。结果显示,Zn、Pb、Cd、Ni、Cu、As、Hg等重金属在织金县燃煤区土壤中的结合形态主要以残渣态含量最高,可高达84.15%。     

剩余污泥基质生物滞留设施重金属环境风险评价

利用剩余污泥改良生物滞留设施基质可提升其雨水渗透及除污性能,但剩余污泥中重金属可能引发的潜在环境风险值得关注。分析了剩余污泥基质典型重金属的含量及赋存形态,采用3种评价方法分别对剩余污泥基质的重金属环境风险程度进行综合评价。结果表明,剩余污泥基质中Pb、Cr、As、Cu、Zn和Ni平均含量分别为16.11,85.36,13.06,24.65,218.69,17.78 mg/kg, Zn酸可提取态和可还原态含量较高,Pb、Cr、As、Cu和Ni残渣态含量较高;地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法评价全部重金属均属安全水平或轻微生态危害。     

石灰调质污泥重金属形态分布及资源化分析

针对南方某生物滤池(BAF)工艺污水处理厂,分析了初沉污泥、生物污泥、石灰调质污泥中Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、Cr六种重金属含量及形态分布。结果表明:三种污泥中生物污泥的重金属含量较低,可作为污泥农用和污泥制砖资源化;石灰调质过程使污泥中Zn、Cu、Pb的总量升高,Cr总量降低,Cd和Ni的总量变化不大;石灰调质过程有利于污泥中的Zn、Cu和Cr从不稳定态向稳定态转化。     

生活污泥焚烧灰的重金属含量及其浸出特征

为了探讨生活污泥焚烧灰中重金属的含量及其浸出特征,收集了广州沥窖污水处理厂的剩余污泥,采用火焰原子吸收光谱法测量重金属含量;应用固体废物浸出毒性的浸出方法(GB5086.2-1997),以不同p H的浸提剂,对污泥中重金属的浸出特性进行了实验研究。结果表明:污泥中Fe的含量最高,达到27378 mg/kg,其次是Mn和Cu,分别为436.5 mg/kg和315.2 mg/kg,Zn、Cr、Pb和Ni的含量较高,依次是721.5、199.2、122.2和110.8 mg/kg,Cd的含量极少,仅有0.33 mg/kg。Cr和Cd金属元素的8小时浸出量分别为62.9 mg/kg、0.96 mg/kg,其余被测的金属元素:Fe、Pb、Cu、Ni、Zn以及Mn,在任何浸提时间下,其浸出量均为0 mg/kg。本实验中重金属在酸性条件下的浸出率明显高于碱性条件下,Cr、Ni和Cd的最佳浸提剂p H值均为2。其中Cu和Zn随浸提剂p H变化的浸出特征不明显。。     

孝感市污水处理厂污泥重金属含量及形态研究

选取孝感市污水处理厂的污泥为研究对象,测定了污泥中重金属Zn、Cu、Cr、Cd、Pb的总量及其各形态的含量,并对各形态进行分析。结果表明,孝感市污水处理厂的城市污泥中5种重金属元素的含量大小依次为CrZnCuPbCd。均低于《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)中污泥农用的碱性标准,所以该污泥适合用于p H6.5的土壤作为农用处置。Zn、Cu、Cr、Cd、Pb在该污泥中主要以残渣态和有机结合态存在,不易释放到环境中。     

城市污泥堆肥过程中重金属形态变化研究

重金属是城市污泥堆肥利用的重要限制因素。为了解决城市污泥的处理与处置难题,本研究以啤酒厂污泥和污水处理厂的污泥的混合污泥作为实验原料,通过原子吸收方法测定堆肥化过程不同阶段重金属Pb、Cu、Zn、Cr的形态变化。结果表明,污泥堆肥化过程中对重金属Zn的有效态含量影响不显著,对Cu、Pb、Cr向有效态转变具有一定的促进作用;堆肥化过程可显著降低交换态Zn对植物的污染;重金属Zn、Cu的总含量变化均呈逐渐降低的趋势,表明堆肥化过程有利于降低重金属的含量。     

高精度便携式X射线荧光光谱仪对污水厂剩余污泥重金属的快速测定

应用高精度便携式X射线荧光光谱仪(HDXRF)对陕西省32家污水处理厂的剩余污泥样品中的As、Hg、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni这7种重金属元素含量进行测定,与火焰原子吸收光谱(FAAS)法测定结果进行比对并建立回归方程,以期分析HDXRF法测定剩余污泥重金属含量的可行性。结果表明:HDXRF法测定结果和火焰原子吸收光谱法的测定结果显著相关,As、Hg、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的相关系数(R~2)分别为0.83、086、0.84、0.67、0.91、0.84、0.81(P0.001);采用HDXRF法测定As、Hg、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的检出限依次为0.5、0.5、3、0.6、1.5、1、1.5 mg/kg,所有重金属的检出限均低于《农用污泥污染物控制标准》A级标准限值,适用于剩余污泥中重金属As、Hg、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的快速测定。     

污泥掺烧生物质的重金属排放特性研究

针对城市污泥焚烧面临的重金属污染严重等问题,提出了在城市污泥中掺烧生物质解决重金属污染的新方法,并利用5 k W鼓泡流化床进行试验研究,考查城市污泥掺烧生物质过程中重金属的含量和形态分布特性及燃烧飞灰中重金属的浸出毒性。结果表明:城市污泥掺烧生物质使Cd和As的挥发性降低,Pb、Cu和Cr的挥发性增加,对Hg的挥发性影响很小;城市污泥掺烧麦秆对Zn的挥发性影响不大,掺烧棉秆使Zn的挥发性降低;城市污泥掺烧生物质都使飞灰中Pb、As的形态稳定性降低,使Zn的形态稳定性增加,对Cu、Cr的形态稳定性影响较小;污泥掺烧不同生物质对飞灰中重金属浸出量和浸出率的影响不同,棉秆与麦秆相比更有利于降低飞灰中重金属的浸出量和浸出毒性。     

模拟酸雨对污泥中重金属元素的淋洗作用研究

采用人工土柱淋溶试验方法,在不同pH值（2．9,5．0）的模拟酸雨作用下,对添加上海曲阳堆肥污泥的滩涂土壤进行了为期50天相当于3年降雨量的淋溶试验,研究了污泥中重金属Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn的溶出情况及其对环境可能产生的影响。结果表明,添加污泥的混合土壤中重金属的溶出量随着污泥比例的增加而逐渐增加,但当污泥添加用量控制在50％以内,淋溶渗滤液中6种重金属的含量均未超过农田灌溉水质标准,不会对环境产生不利影响。     

城市绿地施用污泥堆肥中的重金属污染与控制

城市绿地施用污泥堆肥试验表明:施用污泥堆肥后,土壤上层(0-20cm)6种金属元素(Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr)的含量明显提高,但即使一次污泥施用量达200t/hm2时,径流水和渗滤水中6种金属元素的含量均低于农田灌溉水质标准。为避免城市绿地长期施用污泥堆肥造成土壤中重金属的过量积累,造成污染,可根据污泥中重金属的含量和有关参数,通过计算确定施用地污泥的最大允许负荷量来加以控制。     

重金属离子对A~2/O工艺脱氮效能的毒性影响分析

以浙江某城市污水处理厂重金属离子引起出水水质恶化为研究对象,分析了城市污水厂处理厂进水、出水、活性污泥中Mn2+、Ni2+、Cr6+、Cu2+、Zn2+等重金属离子的含量。结果表明,进水、出水、活性污泥(干泥)中Mn2+含量分别为0.476 5～8.248 7 mg/L、0.472 7～4.630 5 mg/L、1 582.2 mg/kg干泥,Mn2+是影响该污水处理厂水质净化效果主要原因。通过采取控制进水水质、加大活性污泥排放量、接种污泥等措施,最后恢复了该厂的正常运行。     

Immobilization of heavy metals in a contaminated soil using organic sludge char and other binders

The applicability of tannery (TSC) and dye sludge char (DSC) as a binder to immobilize heavy metals (Zn, Cu and Ni) in soil was investigated. The toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) was used to estimate the immobilization efficiency for single-binders (TSC and DSC) and binary-binders (TSC or DSC combined with tripostassium phosphate (K₃PO₄) diammonium phosphate (DAP), lime or ladle slag). The immobilization efficiencies of Zn, Cu and Ni by TSC amendment were 84.2, 100.0 and 40.0%, respectively, which were higher than 28.5, 100.0 and 54.9% by DSC amendment for a binder dose of 0.80 g char/g soil. The binary-binder enhanced Zn immobilization to 56.3 and 97.2% at 0.6 g-DSC/0.06 g-Ca(OH)₂ and 0.4 g-TSC/0.08 g-Ca(OH)₂, respectively per 1 g dried soil. The immobilization efficiencies of heavy metals increased with aging for the DSC-binary binders, but not for TSC-binary binders.     

不同粒径污泥热解制备生物炭及其特性分析

以3种不同粒径污泥为原料,采用固定床反应器在500℃下制备生物炭。考察了3种不同粒径污泥的热解特性及其生物炭中重金属的分布特征,并运用TCLP对污泥及其生物炭的重金属浸出毒性进行了系统研究。结果表明,随着污泥粒径的增大,热解生成的生物炭和热解气产率均有所降低,而焦油产率则逐渐升高;在3种不同粒径污泥热解过程中,重金属除As外主要富集在固体产物生物炭中,相对富集系数均高于90%。随着污泥粒径的增大,污泥中Cu、Zn和Ni的含量增加,而Cr和Pb的含量则减少;虽然3种不同粒径污泥制备的生物炭中重金属的浸出规律不一致,但是污泥热解可以有效抑制重金属的浸出。生物炭中除As和Zn外其他重金属元素的浸出率均低于3.0%。     

氧化钙调理污泥气化过程中重金属的迁移转化规律

以CaO为主要成分的石灰常用于污泥的调理和稳定。为探究其对污泥气化过程中重金属迁移转化规律的影响,在沉降炉-固定床反应器和固定床上于600、800、1000℃进行了污泥的热解及气化实验,并分析了不同污泥样品、热解焦和气化灰中典型重金属（Mn、Zn、Cu、Cr、Ni）的含量及形态分布。结果表明,CaO的加入将稀释调理污泥中的重金属,并使Mn、Zn、Cr向稳定态转化;CaO会使重金属离子与OH-结合生成沉淀,继而在气化反应中分解成氧化物。在气化过程中,CaO会提高重金属的残留率,也会吸收其氯化物、硫酸盐等在高温下分解生成的HCl、SO₂等酸性气体,促使氧化物的生成和抑制重金属的释放。     

污泥热解残渣中重金属形态分布的研究进展

目前,我国城市及工业污水产生量已达7.34×10¹⁰ t/a,对其处理产生的污泥量达7.29×10⁷ t/a。污泥的主要去向为土地利用、焚烧发电和建材利用等。在这些再利用过程中,重金属特别是Cr、Cu、Zn、Ni等对其再利用影响较大。污泥处理多采用热解处理,重金属在处理过程中会富集在热解残渣中。阐释重金属在热解残渣中的形态分布,对于其再利用过程意义重大。本文以改进的欧共体物质标准局(BCR)连续提取法为基础,总结了污泥热解残渣中重金属的形态分布,阐述了热解工况(热解温度、停留时间、催化剂)、共热解及预处理对热解残渣中重金属形态分布的影响,探讨了污泥热解残渣中重金属未来的研究趋势。     

崇明岛典型河道底泥重金属污染及农用潜在风险评价

采集了崇明岛型环岛运河综合整治工程示范段（南横引河老激港段）的底泥样品,对其中的Cd、As、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni等重金属元素的浓度进行了分析测定。结果表明,所采集的表层底泥中Cd、As的含量均低于最低检测限。Cr、Cu、Pb、Ni的最高浓度都出现在南横引河与老激港交汇处,但相对于全球背景值而言,其最高浓度都不超过背景值的两倍。运用Pearson相关系数法发现,Cr、Cu、Zn、Ni、Pb具有很强的相关性,即这几种重金属可能来自同一污染源。Hakanson潜在生态危害指数法评价结果发现,研究区域河道底泥重金属生态风险较小,其重金属含量均远低于污泥农用标准（GB18918—2003）以及国际上相关标准,所以示范河段疏浚底泥农用应该是安全的,但需要进行跟踪监测与评价。     

电极间距对CW-MFC处理污泥中Zn和Ni的效果及其产电性能的影响

为有效提高传统人工湿地（CW）处理污泥重金属效能,本文构建了人工湿地微生物燃料电池（CW-MFC）用于污泥中Zn和Ni的去除,并考察了电极间距对Zn和Ni去除效果及其产电性能的影响。结果表明,不同电极间距（12cm、15cm、18cm和20cm）的CW-MFC对Zn的去除率分别为84.68%、64.56%、66.98%和50.23%,对Ni的去除率分别为74.14%、66.09%、64.00%和48.01%。其中,间距为12cm时系统对Zn和Ni去除效果最好,分别较CW提高了64%和26%,此时CW-MFC系统的最高输出电压和最大功率密度分别达到513mV和50.76mW/m³。X射线光电子能谱（XPS）分析显示污泥表层主要的重金属为Zn和Ni,且高价态的Zn和Ni被有效地转化为低价态或者单质金属。在间距为12cm的CW-MFC系统中,植物根系和电极对Zn、Ni的去除贡献最大,此时Zn在植物根系和电极中的富集率分别为23.76% 和30.97%,Ni的富集率分别为14.57%和16.78%。本研究表明CW-MFC对污泥重金属的去除及其产电性能具有较好的效果,并为CW-MFC的优化构建和城市污泥的处置及资源化利用提供了新的思路和借鉴。     

Fenton处理对污泥脱水性、重金属形态及生物淋滤效率影响

为考察污泥预处理过程中重金属迁移转化规律,通过投加不同量的Fenton试剂对污泥进行处理,分析了Zn、Cd、Mn、Ni四种重金属的化学形态变化与后继生物淋滤过程的溶出行为。研究结果表明,污泥经Fenton处理后,毛细吸水时间在短时间内降低,但对生物淋滤后最终的污泥脱水性没有显著提升作用;重金属Zn、Cd、Mn的不稳定态（弱酸提取态、可还原态）比例不同程度提高,当投加Fe²⁺=1.00g/L、H₂O₂=9.00g/L时,其比例分别由37%、84%、79%上升至90%、93%、84%,但Ni无明显变化。此外,Fenton处理污泥中Zn、Cd、Mn、Ni四种重金属生物淋滤后含量分别由3451.52mg/kg、6.45mg/kg、443.40mg/kg、94.96mg/kg降至376.74mg/kg、1.10mg/kg、141.66mg/kg、21.77mg/kg,比单独生物淋滤处理污泥重金属残余量分别降低了36.20%、26.17%、30.92%和27.89%。利用动力学方程较好地描述了生物淋滤过程中Zn、Cd、Mn、Ni四种重金属的溶出速率的相对大小,排序为Mn＜Cd＜Zn＜Ni。     

城市污泥中重金属稳定性的化学形态分析

以城市污水厂剩余污泥为研究对象,以连续提取法对其中8种主要重金属元素的化学存在形态进行了分析,结果表明:污泥中除Ni、Zn、Cd有超标和潜在的超标危险外,其它各金属的含量均低于国家标准的最高要求;污泥Ni、Cd具有相当的生物毒性,其余的元素生物有效部分较少,稳定性较好。总体来看城市污泥可通过降低超标重金属含量来实现农用的目的。