剩余污泥中重金属污染的研究进展

随着城市污水的大量排放,污水处理产生的剩余污泥量也在增加。由于剩余污泥中含有丰富的营养成分,其资源型农业利用已成为当前研究的热点。近年来,造成重金属污染问题日益突出,并且剩余污泥重金属污染已成为制约其农业用途的一个关键因素。本文针对剩余污泥中重金属污染的研究进展情况,总结了重金属污染方面的研究成果,并分析和展望了剩余污泥中重金属污染的下一步研究重点。     

载Ni2+/Fe3+海泥催化污泥蒸汽气化制富氢燃气

以滩涂海泥(SM)为催化剂载体,通过共浸渍法制备了Fe³⁺、Ni²⁺、Ni-Fe基低负载催化剂并进行表征分析。考察了负载金属、负载率、温度等因素对污泥蒸汽气化效果的影响。结果表明：所制备催化剂的催化性能为SM-Ni-Fe-6%> SM-Ni-6%> SM-Ni-Fe-12%>SM-Fe-6%。Ni-Fe低负载SM催化剂具有优异的催化活性：在相同气化条件下,可有效提高合成气产率、H₂纯度及H₂产率;在相同H₂产率条件下,可显著降低气化温度。t=850℃,催化剂Ni-Fe负载率为6%时,获得最大合成气产率(0.38 m³/kg)、H₂纯度(49.34%)和H₂产率(8.40 mol/kg),相比无催化剂(对照组)分别提高了74.77%、17.45%和105.73%。Ni-Fe基催化剂中NiFe₂O₄的形成可有效协同Fe³⁺裂解C—O和...     

蚯蚓对造纸污泥中重金属的处理效应研究

造纸污泥既含有大量的有机质和养分,又含有金属等物质,亟待"无害化、资源化、减量化"处理。利用蚯蚓处理造纸污泥,能对造纸污泥中的污染物进行降解和转化。本试验采用不同投放量的蚯蚓对造纸污泥进行生物处理,研究不同蚯蚓投放量对污泥中重金属的累积效应。结果表明:蚯蚓的最佳投放量为蚯蚓和造纸污泥比为22.5 g/kg。经过84天处理后,蚯蚓处理后造纸污泥中重金属Mn、Cu、Zn的最大去除率依次为28.80%、28.80%和35.34%;蚯蚓体内Mn、Cu、Zn的最大K值依次分别为0.98、0.30和0.84。蚯蚓处理造纸污泥的前28天,投放量越大,处理速度越快;28天以后,投放量较低处理12.5g/kg和22.5g/kg的速度达到或超过处理32.5g/kg。     

吊兰、蝴蝶梅修复剩余污泥中重金属的试验研究

采用盆栽土培方法,将剩余污泥与供试土壤按质量比0:3,1:2,2:1和3:0配比,然后将吊兰和蝴蝶梅两种花卉植物在幼苗期移植于内,定期测定植物的株高、根长、干重、鲜重等生物量;测定植物叶绿素和根活力变化;测定植物体内重金属Cu、Zn、Cd、Pb和Cr的含量变化;测定种植前后植物根系旁污泥中的重金属含量和重金属的EDTA提取态含量。分析试验结果发现吊兰对多种重金属都有很好的耐性,表现在其生物量、叶绿素和根活力受重金属影响不大。吊兰对C r和Zn的富集效果较好,对Cr的富集系数在某个特定的生长期是大于1的,且它对Zn的富集效果较稳定,不易受重金属浓度的影响。另外,吊兰具有生物量大,根系发达,生物量增长迅速等优点,可以考虑其作为某种重金属的超积累植物而进行更深入的研究。而蝴蝶梅因为根系不发达,生物量较小等原因对重金属的耐性不强,其生物量、叶绿素和根活力不稳定,易受重金属影响,因此不宜用于植物修复实践。     

水解酸化浸提污泥重金属协同方法研究进展

简述了水解酸化浸提污泥重金属的机理,从水解与酸化两个阶段出发,分析了微波、超声,水热、化学氧化,添加表面活性剂及生物酶等协同方法及其组合工艺对水解阶段的促进作用,讨论了富集产酸菌,共发酵产酸和抑制产甲烷菌3种方法对酸化阶段的优化作用.明确了各种方法协同的关键在于促进污泥溶胞,提高挥发性脂肪酸VFAs的产量以及降低产甲烷...     

水解酸化浸提污泥重金属协同方法研究进展

简述了水解酸化浸提污泥重金属的机理,从水解与酸化两个阶段出发,分析了微波、超声,水热、化学氧化,添加表面活性剂及生物酶等协同方法及其组合工艺对水解阶段的促进作用,讨论了富集产酸菌,共发酵产酸和抑制产甲烷菌3种方法对酸化阶段的优化作用。明确了各种方法协同的关键在于促进污泥溶胞,提高挥发性脂肪酸VFAs的产量以及降低产甲烷菌对其消耗,而由VFAs快速累积营造的酸性环境则更利于污泥重金属浸提。指出了水解酸化与其他方法协同浸提污泥重金属将成为今后重要的研究方向。     

剩余污泥中重金属形态分布及浸出特征研究

剩余污泥具有改良土壤结构、增加土壤肥力、促进农作物生长等优点,由于含有有害的重金属等,妨碍其农用。通过对剩余污泥中重金属形态分布及浸出特征研究,结果显示,剩余污泥中Cu、Zn、Ni、Cr及Pb交换态含量都比较少,Cu、Zn、Ni主要以碳酸盐结合态、铁锰氧结合态和硫化物及有机结合态存在,Cr、Cd和Pb主要以残渣态存在;在酸性条件下,交换态、碳酸盐结合态溶出量大,并且溶出量都随浸出时间的延长而增加。     

“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”实验条件优化研究

“比较过氧化氢酶和Fe³⁺的催化效率”实验是中学生物实验教学课程的一个重点内容之一,也是大学生物科学专业教法实验研究中的一个重要内容。在研究实验教法的过程中需要选择合适的材料实验现象才能明显,为此材料的选择就显得尤为重要。本文旨在筛选合适的材料为教法实验研究提供依据。以往用到的实验材料都是新鲜的猪肝,本实验尝试选用马铃薯、青椒、香菜进行对比实验,结果表明香菜可以替代新鲜的猪肝作为实验材料。     

污泥中重金属去除的技术

介绍了污泥中重金属存在的形态,综述了污泥中重金属去除的常用的四种技术化学浸出、生物浸出、电分离和超临界流体萃取,重点介绍了化学浸取技术的原理和特点,并对诸项技术的优点以及存在的问题进行了评述。     

湿法解毒耦合固化工艺降低污泥中可浸提态重金属的研究

采用湿法解毒固化方式先将污泥的六价铬还原成三价铬,再将较易释放的三价铬、镍等重金属进行固定,从而有效降低其中重金属的风险。实验一,在酸性条件下向污泥投加硫酸亚铁;实验二,按1∶1比例投加硫酸亚铁后加入硫化钠与氧化钙进一步对其中的总铬与镍等重金属进行固化。实验表明,湿法解毒及固化的方式极大降低了污泥中存在的可浸提态六价铬、三价铬及镍的含量,对降低污泥中重金属的环境风险有较好的作用;但与此同时在解毒过程中,少量三价铬及大量镍会进入到液相中,形成三价铬和镍的重金属废水,因此对于解毒废水的处置也需要引起重视。     

城市剩余污泥制备活性炭吸附剂对Ni2+的吸附研究

以城市污水处理厂剩余脱水污泥为原料,采用化学活化热解法制备了污泥活性炭吸附剂,对水溶液中的Ni2+进行去除,确定了最佳实验参数。实验结果表明,吸附时间为1 h、p H为7、吸附剂用量为6 g/L时,对含Ni2+废水(Ni2+质量浓度为50 mg/L)的平均去除率为29.132%,污泥活性炭吸附剂的平均吸附容量为2.428 mg/g。通过单因素实验得出吸附时间为80 min、溶液p H为7时,对溶液中的Ni2+有较好的去除效果。Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附比较符合伪二级吸附动力学方程,Langmuir等温方程更适合描述Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附行为。     

生物淋滤去除污泥中重金属铬的试验研究

比较研究了皮革废水处理厂的剩余污泥在生物淋滤除铬过程中,由于添加辅助基质的种类、浓度及反应温度不同,重金属铬溶出效果的差异。结果表明:与对照相比,添加单质硫或硫酸亚铁作辅助基质可明显提高重金属铬的溶出效果;添加七水硫酸亚铁比添加单质硫的效果更好;其它反应条件相同,中温(35℃)条件下重金属铬的溶出效果比常温(25℃)和高温(45℃)都要好。控制反应温度可明显提高铬的溶出效果。     

应用于氧化还原电池正极的Fe2+/Fe3+胶体电解质研究

设计了一种新的Zn-Fe氧化还原胶体电池。研究了胶凝剂气相SiO2含量对胶体电解质特性的影响。SiO2含量愈高,电解质愈粘稠,电导率愈低。采用循环伏安法研究了Fe3+/Fe2+电对在胶体电解质中的电化学行为。结果表明,该体系中Fe3+/Fe2+在Pt电极上的电极反应属于准可逆过程。计算得到Fe3+的扩散系数为2.29×10-6 cm2/s。组装的Zn/Fe胶体电池具有较好的循环性能,其平均库仑效率达94.83%,平均能量效率为44.61%。     

污泥农用研究及污泥中重金属去除

简述了我国污泥农用的基本情况及污泥堆肥的研究情况。并介绍五种去除污泥中重金属的方法,最后指出污泥土地利用时应该注意的问题。     

热和Fe2+共活化Oxone法深度处理填埋污泥脱水液

采用热和Fe²⁺共活化Oxone法深度氧化处理填埋污泥脱水液,分析了Oxone投加量、温度、pH值对有机物去除效果的影响。结果表明,该氧化体系对胡敏酸类物质具有较好的去除效果;COD降解符合准二级动力学模型,改变Oxone投加量和pH值会影响有机物基团的降解顺序。在污泥脱水液初始COD为(600±22)mg/L,温度为45℃,pH值为2,Oxone投加量为17.9 mmol/L,Oxone/Fe²⁺摩尔比为50时,COD去除率达到31.2%,最终出水COD为423 mg/L,达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962—2015)的A级排放标准。     

污泥重金属提取剂浸提效率及经济性比较

污泥中重金属的潜在危害严重影响其处理处置效果,因此本文研究了各种提取剂对污泥重金属的浸提效果,并依据经济可提取指数与浸提效果进行了经济性分析。结果表明,无机酸提取剂对污泥重金属的浸提效果随其pH值升高而降低,H⁺浓度是影响其浸提率的主要因素。低分子量有机酸提取剂对污泥中重金属的浸提效率随其浓度增加而增大,其对3种重金属的提取效率顺序为Zn> Cr> Cu。Zn是最易被提取的重金属,草酸对污泥重金属的浸提效果优于柠檬酸。污泥重金属浸提率与高分子量有机酸提取剂浓度呈正相关,其对3种重金属的提取效率顺序为Zn> Cu> Cr。污泥重金属的浸提一般应优先选用有机酸提取剂,对污泥重金属Zn的提取宜选用柠檬酸和草酸,对污泥重金属Cr和Cu的提取一般应选用柠檬酸和乙二胺四乙酸。     

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。     

城市污泥中重金属处理方法研究进展

城市污水处理中产生的剩余污泥量大且富含多种生物可利用成分,资源化利用潜力大。城市污泥中的重金属是影响城市污泥无害化和资源化的主要因素之一,如何有效去除城市污泥中重金属是环境科学、环境工程研究热点。文章介绍了络合去除、电动修复、酸化溶出、微波等污泥中重金属去除技术,分析了其中存在的问题与发展趋势。     

好氧颗粒污泥对Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附

采用序批式活性污泥法反应器培养的好氧颗粒污泥作为吸附剂对Pb2+、Cu2+、Cd2+进行吸附,研究单一吸附及竞争吸附行为,探讨了pH、初始含量、平衡时间以及共存离子等对吸附过程的影响。结果表明,在一定范围内,吸附量随pH和金属离子初始含量升高而升高,20 min能到到吸附平衡;共存体系中的吸附量低于单种离子吸附,3种离子共存时,Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附量分别为单种离子吸附的43.80%、43.01%和18.95%。     

制革废水剩余污泥中Cr3+生物富集作用试验研究

用麦麸和剩余污泥调配后,作为营养基质饲养驯化黄粉虫,对黄粉虫富集剩余污泥中Cr3+的最佳条件进行试验研究。结果表明:黄粉虫的富集作用显著受到温度、饲养密度和碳氮质量比交互作用的影响(p<0.05),在温度为30℃、饲养密度为0.4g/cm2、碳氮质量比为2.5的条件下富集效率最高,此时,饲养后黄粉虫体内Cr3+的质量浓度为0.87mg/kg,是原有Cr3+含量的7.25倍;饲养后剩余污泥中Cr3+的质量浓度为0.17mg/kg,约为新鲜污泥中Cr3+含量的1/5。