乙酸-铁氧体共沉法处理城市污泥中的重金属

以天津东郊污水处理厂污泥为例,实验研究了乙酸-铁氧体共沉法去除城市污泥中重金属的技术条件和可行性。利用易获得、易降解的乙酸溶液,分析了乙酸浓度(H2O2含量2%)、pH值等与城市污泥中铜和锌去除效果之间的关系,表明当乙酸的浓度为2mol/L、反应时间4h、反应温度为室温、pH为4时,可以将95%以上的铜和锌淋滤去除,达到淋滤去除污泥中铜和锌的目的。采用改进铁氧体共沉淀法,用石灰乳溶液做中和剂,从污泥的乙酸-H2O2浸出液中去除含量超标的铜、锌、铬、镍、镉、铅。表明在pH为9、反应温度为室温、反应时间为1h、FeCl3和FeSO4初始浓度分别为0.1mol/L和0.05mol/L;Fe3+/Mn(+Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、Pd离子总和)=10的最佳工艺条件下,铜、锌、铬、镍、镉、铅去除率为94%、98%、86%、92%、89%、99%;处理后的液体中铜、锌、铬、镍、镉、铅含量达到安全排放标准。     

酸浸法回收电镀污泥中铜镍

为了将鄂州某表面处理工业园电镀污泥中的有价重金属铜、镍资源化并回收利用同时降低该电镀污泥危害性,采用硫酸对该电镀污泥进行浸出试验,并通过单因素条件实验分别考察固液比、浸出剂硫酸浓度、浸出反应时搅拌速率、浸出反应时间、浸出反应的温度对该电镀污泥铜、镍浸出效率的影响,从而通过对比得出最佳的浸出工艺条件:酸浸反应体系中固液比为1∶10、浸出剂硫酸体积分数为30%、浸出反应时搅拌速度为700 r/min、浸出反应时间为40 min、浸出反应温度为25℃;电镀污泥中铜、镍的浸出率分别为97.18%、96.02%。     

电镀污泥水热合成复合铁氧体与回收铜试验研究

以电镀污泥为原料,在温度为200℃、晶化时间为4h的条件下研究水热法合成复合铁氧体.结果表明,通过投加氯化高铁和沉淀剂可将电镀污泥中的Zn、Fe、Cr和Ni固化、稳定在铁氧体晶格之中;X射线衍射分析表明,此复合铁氧体主要为Ni/Zn铁氧体.通过选择NH4HCO3作为沉淀剂,可将电镀污泥中的氢氧化铜络合生成[Cu(NH3)4]2 ,铜萃取率可达80%以上;并可通过调节含铜分离液的pH值在5.4～6.4,生成碱式氯化铜转入固相,铜回收率在98%以上.复合铁氧体的磁性较强,分散性好,粒度分布均匀,且重金属浸出毒性低于美国TCLP(Toxic Characteristic Leaching Procedure)的毒性鉴别标准值.因此,水热法合成复合铁氧体是实现电镀污泥资源化与自净化的有效途径.     

钠化氧化法回收电镀污泥中铬的试验研究

采用中温焙烧-钠化氧化法从电镀污泥中回收重金属铬,通过单因素实验确定影响回收效率的主要因素为:焙烧温度、污泥与碳酸钠之比、水浸时间、焙烧时间。采用正交实验找出最优的操作条件为焙烧温度650℃、污泥:Na2CO3为1:1、水浸时间1.0h、焙烧时间2h。试验表明回收铬的质量可达到污泥质量的8.34%,铬回收率可>90%。     

铜镍电镀退镀废液资源化处理工艺

针对硝酸型铜镍退镀废液,确定了蒸馏法回收硝酸、溶剂萃取法分离提取铜、沉淀分离法回收镍的工艺路线.探讨了采用P507煤油体系萃取分离硝酸介质中的铜和镍及用硫酸反萃铜的条件及影响规律,确定了最佳工艺参数.结果表明,硝酸回收率可达97.8%;当最佳萃取工艺条件为:料液浓度Cu 15～20mg/mL,Ni 5～10 mg/mL,料液pH为1～2,萃取剂体积分数35%,皂化度60%,相比为1∶1,振荡时间2min,温度20℃～25℃,铜的一级萃取率达90%以上,铜镍分离系数为75,经过三级逆流萃取废液中的铜镍已达到完全分离;以NaOH作沉淀剂,溶液的pH为10～11,镍的回收率可达99.9%.经上述处理后,使排放液达到国家工业废水排放标准要求.     

氨浸-加压氢还原法回收电镀污泥中的铜和镍

研究采用氨浸-加压氢还原法对电镀污泥中的铜和镍进行了分离回收,分析了氨浸和氢还原过程中各因素的影响。结果表明,采用NH3-(NH4)2SO4氨浸体系,在温度25℃,时间60min,NH3浓度6.5mol/L,液固比3的条件下,Ni、Cu、Zn的浸出率分别达到80.25%、77.42%、91.07%;当浸出液pH5.4～5.6,温度160℃,时间60min,搅拌转速500r/min,氢分压2MPa时,氢还原铜和镍的回收率分别达到71%和64%。     

细胞冻融破碎对城市污泥中重金属浸出浓度的影响

利用反复冻融的方法对污泥细胞进行破碎,考察处理前后污泥重金属的浸出浓度和形态分布的变化,并通过扫描电镜和红外光谱分析污泥中微生物细胞形貌和有机化合物含量的变化.结果显示,经过细胞破碎处理后,污泥中重金属的浸出浓度增大,锌、镍、铬、镉和铜的浸出浓度比原始污泥分别增加了9.7%、5.1%、25%、9%和50%.不稳定态增加,锌和镍的不稳定态分别增加了20.4%和37.9%,锌、镍、铬和铜的有机态分别减少了4.2%、8.2%、1.2%和5.1%.细胞发生了形貌上的变化,细胞体破碎程度严重.细胞EPS以及污泥中的蛋白质、羧酸、多聚糖等有机基团含量明显减少.细胞破碎后污泥浸出浓度增加的主要原因是污泥中有机态的重金属转化成了其他不稳定态的重金属.     

利用微波-超声波协同萃取技术测定城镇污泥中重金属形态

城镇污泥中重金属的处置一直是国内外瞩目的热点,城镇污泥成分复杂、含水率较高,对其中重金属形态的提取及测定带来了较大的难度。通过微波-超声波技术的顺序浸提法对城镇污泥中重金属形态进行测定,对城镇污泥中铝、镉、铬、铜、镍、铅、锌、钡、砷、汞10种金属不同形态的消解液、萃取剂用量和超声波时间进行优化,利用ICPAES和AFS测定重金属各形态的质量分数。结果表明,该方法测定城镇污泥中重金属各形态的质量分数呈现良好的线性关系,相关系数均>0.999 5,检出限为0.005μg/L～0.009 mg/L,定量限为0.833μg/kg～1.500 mg/kg,加标回收率为81.3%～114.6%,实际样品的重金属回收率为81.8%～100.4%。该方法可应用于城镇污泥中重金属不同形态的检测。     

污水处理厂污泥重金属特征及潜在生态风险

以上海市郊区3家污水处理厂污泥为对象,分析了重金属含量及特征,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法对其进行了生态风险评价.结果显示,污泥中铜、锌、镍、总铬、镉、铅、汞和砷8种重金属含量都高于背景值,其中铜、锌、镍和总铬含量超过农用、园林绿化、土地改良、混合填埋、制砖和水泥熟料生产用泥质标准,也超过美国和欧盟的农用污泥标准要求,适合焚烧处置.不同种类重金属在污泥中含量不同,铜、锌和总铬高于镉、镍、铅、汞和砷;重金属含量随污水厂不同而变化,这与污水来源和处理工艺有关.地累积指数法和潜在生态危害指数法评价结果表明,污泥中铜、镉具有极高生态风险性,污染处置中应加强防范.     

亚铁盐对城市污泥中重金属的稳定化作用研究

在不同的药剂投加条件下,通过对重金属的浸出系数和形态分布分析,研究了亚铁盐对污泥中重金属的稳定化效果.结果显示,单独投加亚铁盐时会导致污泥pH值降低,投加5%的硫酸亚铁时,污泥pH值由6.5骤降至4.4,污泥中锌和镍的浸出系数分别达到了363.3%和118.3%.投加亚铁盐辅助氢氧化钙稳定化污泥,能够将污泥pH值维持在偏碱性的范围内,且重金属的浸出系数显著降低.当投加15%的硫酸亚铁和7.5%的氢氧化钙时,锌和镍的浸出系数分别为11.5%和24.1%,污泥pH值为8.4.单独投加氢氧化钙可以有效地稳定污泥中的重金属,但会显著提高污泥的pH值,不利于污泥的后续资源化.在相同pH值条件下,硫酸亚铁和氢氧化钙同时投加的稳定化效果比单独投加氢氧化钙要好.重金属的形态分析表明,锌、铜和铅的稳定态增加,但镍、总铬和镉的不稳定态增加.     

以膨润土为辅助添加剂固化/稳定化污泥的试验研究

针对传统以水泥固化污泥,带来的水泥用量大与固化体的浸出液pH过高等问题,提出了以膨润土为添加剂辅助水泥固化/稳定化污泥的思路.通过开展无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验,测量掺入膨润土后污泥固化体的强度、重金属浸出率、浸出液COD及pH值,研究该固化/稳定化方法的效果.结果表明,膨润土的掺入极大地提高了固化体的抗压强度,将掺入量为0.4(相对污泥的质量比)的水泥一半用膨润土替代时,固化体的强度提高了6左右.体积安定性也能够满足要求.随膨润土掺入量增加,固化体中锌、铅的浸出率与浸出液的pH值呈现不断减小的趋势,锌与铅的浸出率分别由6.9%下降至0.25%,9.6%下降至5%,pH值由12.3下降至12.1.在强碱条件下及烘干或风干条件下,铜会随着有机物的分解而析出,从而增加铜的浸出率,而膨润土的加入能弥补水泥造成的强碱环境及风干或烘干过程对固化污泥中铜的稳定产生的不利影响.     

矿渣基改性剂对城市污泥重金属稳定化

以城市生活污泥为研究对象,采用矿渣基改性剂在不同投加量和养护时间条件下对其改性,并通过重金属的稳定效率及形态变化分析和评价污泥中Cr、Cu、Zn、Pb、As和Cd等重金属的固化效果.结果表明：随养护时间或投加量的增加,重金属稳定效率不断提升,在养护14 d后,改性剂的投加量为50%时达到最大,其中Cu最高为69.62%,Cr最低为48.68%,且皆在投加量为5%~20%时增长最快.通过对投加量、养护时间和稳定效率回归分析,发现Cu的拟合相关系数最高为0.97,改性剂的掺量与养护时间两个影响因素相互作用极强,对重金属稳定效率的增加均有显著的影响.此外,污泥改性后Pb和As以残渣态为主;Cu和Cr以可氧化态和残渣态为主;Zn和Cd以可还原态和可提取态的形式为主.随养护时间或投加量增加,各重金属的残渣态有7%~86%的增加,这表明矿渣基改性剂可有效固化污泥中重金属,使污泥等固体废物再利用.     

碱性消毒剂耦合低温热处理消毒医疗污泥

为填补医疗污泥清掏后的处理技术空白,以枯草芽孢杆菌黑色变种芽孢为指示菌,评价了碱性消毒剂耦合低温热处理对医疗污泥的消毒效果。结果表明:医疗污泥CaO消毒最适投加量为5%,热处理温度不宜低于70 ℃,在80 ℃条件下处理2 h,或70 ℃条件下处理4 h均可满足医疗污泥消毒要求(生物指示菌杀灭对数值≥4)。与单独使用5% CaO相比,加入1% NaOH可以使80,70 ℃下的热处理时间分别缩短至1,3 h。医疗污泥经碱性消毒后,脱水性能有效改善。该研究结果可为形成医疗污泥集中消毒处理技术提供理论依据和数据支撑。     

Uptake of copper ion by activated sludge and its bacterial community variation analyzed by 16S rDNA

The effect and uptake of copper ion on SBR(sequence batch reactor)biological treatment system was studied.special nutrient and powder activated carbon(PAC)additive were tested as uptake stimulation technique.Results showed that copper ion had higher effect on unacclimated activated sludge system than on acelimated one.The special nutrient adding could enhance the uptake of copper significantly,while PAC adding could improve the sludge settling and decrease the turbidity of effluent.The variation of bacterial community analyzed by 16S rDNA method showed the acclimation of copper could increase copper resistance species,and excess accumulation could cause some species diminish.It was confirmed that acclimation could improve the resistance and uptake ability of microorganism to heavy metal.     

石灰稳定化污泥恶臭物质释放特征研究

利用污泥-石灰高效混合器制备5%、10%、15%石灰添加量的稳定化污泥,应用Jerome 631-X型便携式硫化氢测定仪、静态吸收等试验方法,分别研究了不同石灰添加比例下污泥还原性硫化物(RSCs)和氨(NH3)的释放特征,并对臭度进行了评价.结果表明:污泥中添加石灰后,RSCs体现出缓释特征;石灰稳定化污泥RSCs的释放量下降明显,连续监测380min后,石灰稳定化污泥处理的RSCs产生量相比等质量原泥处理降低了约85%;恒温培养24h,石灰稳定化污泥的NH3释放量(5.03×10-4mol)相比等质量原泥处理(7.00×10-6mol)提高了约72倍,明显促进了污泥氮向氨气的转化和释放.向污泥中添加少量工业石灰,均匀混合条件下,污泥的臭味强度明显降低,基本达到了抑制恶臭的目的.     

基于水热碳化厕所黑水源分离处理的可行性分析

为解决传统集中式处理系统存在的工程量大、维护成本高、资源浪费等问题,将水热碳化技术用于厕所黑水源分离处理,提出了1种基于水热碳化的厕所黑水处理系统。试验设置温度梯度为200,210,220,230,240℃,反应停留时长为20,30 min,分析对比了反应产物的真空抽滤时长和滤渣含水率。结果表明:在200℃ 20 min、200℃ 30 min和210℃ 20 min 3组反应条件下抽滤时长>3 min,其余反应条件下均<1 min,随着反应温度的升高,滤渣的含水率逐渐下降。以处理量为200人/d对系统成本和能耗进行估算,系统成本和人均处理费用分别为10.3万元和0.08元。水热碳化后固体产物可进行资源化利用,废液和废气可通过真空蒸发和催化燃烧法进行处理。     

微生物沥滤法去除城市污泥中重金属的试验研究

城市污泥的植物营养元素丰富,农业资源化利用潜力巨大,但污泥中重金属含量常常超标,所以采取一定措施对污泥中重金属加以去除十分必要。本研究以桂林城市污泥作为培养介质,利用以还原硫作为生长基质进行生命活动的氧化硫硫杆菌来沥滤去除污泥中重金属。结果表明,在基质投配比为5gL并附以15%的驯化污泥回流条件下,能将污泥驯化周期缩短为5d,Cu、Zn和Cd的去除率分别达到了70.8%、80.4%和78.9%。同时,污泥中剩余的重金属含量可满足污泥农用的国家标准。     

从电镀锌废渣中回收制备锌盐的研究

研究了以含锌废渣为原料、制备锌产品的工艺条件。实验主要对酸浸取，氧化除铁、锗和置换除去重金属元素等过程的工艺条件进行了研究。制得碱式碳酸锌和氧化锌两种锌产品，其纯度分别大于96％和95％。锌回收率达到80％以上。     

生物沥浸去除污泥重金属及改善脱水性能研究

从天然矿山酸性废水中富集制备了3种嗜酸性细菌混培物,开展了污泥生物沥浸实验,研究了沥浸去除污泥重金属(Cu、Zn、Cd)同时改善脱水性能的效果.结果表明,3种嗜酸性细菌混培物均可有效去除污泥中的重金属(P<0.01).沥浸12d后,改进型Starkey培养基富集的嗜酸性细菌混培物对Cu和Cd的去除率分别达到82.0%和82.9%,9K培养基富集的嗜酸性细菌混培物进行生物沥浸处理对Zn的去除率可达到87.5%.同时,生物沥浸还可以显著改善污泥的脱水性能(P<0.01).经过12d沥浸,污泥的离心脱水率可由73.1%上升到90.0%.显微观察和能谱分析结果显示,污泥脱水性能的改善是因为生物沥浸能使污泥结构由絮体状变成明显的颗粒状,并可形成以铁、氧和硫为主要元素组成的次生矿物规则晶体.