某市生活污水处理厂污泥中重金属的含量及形态研究

城市污泥的农用现已成为污泥资源化利用的主要方式之一,但该利用方式在很大程度上受限于污泥中重金属可能引发的二次污染风险。本文采用原子吸收光谱法,测定了某生活污水处理厂各工艺单元的污泥样品中重金属元素Zn、Pb、Cr、Ni、As的含量;进而用改进的Tessier连续提取法对5种重金属元素的形态分布特征进行了研究。结果表明,各单元污泥样品中5种重金属元素含量均在我国污泥农用控制标准范围内。污泥中重金属的连续提取实验发现,重金属主要以残渣态和腐殖酸结合态的形式存在,迁移性和生物可利用性较低。其中Cr和Pb的残渣态比例较高,分别为63%-88%和76%-86%;As和Zn的残渣态比例次之,分别达到了45%-54%和31%-47%;Ni的残渣态比例最低,只有17%-25%。Ni的腐殖酸结合态比例最高(57%-66%),As、Zn、Pb次之,Cr的腐殖酸结合态比例最低,只有2%-10%。Ni元素的可交换态比例较高(4%-18%),在进行污泥农用时应引起注意。     

市政污泥与含氟污泥的环境土工特性比较分析

通过试验研究了市政污泥和含氟污泥的环境土工特性,并进行了对比分析,得出结论为:两种污泥的含水率、液限、塑限、液性指数、孔隙比、有机质等都很高,除了比重、密度外,市政污泥的各项指标较含氟污泥高;市政污泥溶液为酸性,含氟污泥为碱性;市政污泥中的重金属含量以Cu、Zn居多,而在含氟污泥中污染物为Cr、Sr、Zn、F;市政污泥中Cu的残渣态比例较高,Zn酸溶态比例较高;Cu、Zn的迁移性随溶液碱性增强而降低;含氟污泥中Sr的迁移性随溶液碱性增强而降低;含氟污泥中的氟元素以残渣态为主。Cr主要形态亦为残渣态,Cr的迁移性随着pH值的升高而降低。两种污泥的抗剪强度和渗透性都很低,其中含氟污泥略高,均不能满足填埋要求;两种污泥压缩性都很高,且市政污泥略高;两种污泥的压实性均差,压实效果不佳。     

污泥溶液的酸碱度对重金属Cr、Cd形态的影响

为研究污泥中Cr、Cd的形态与其pH值的关系,本文取样进行了相关试验。通过试验结果,得出如下结论:污泥溶液pH值对重金属Cr、Cd形态及其转化有重要影响。重金属Cr在污泥溶液中主要以残渣态为主,氧化态和还原态基本随着pH值的升高而有所增加,Cr的交换态含量都很低,并随着pH值的升高而降低;Cd的氧化态基本随pH值的提高而增加,酸溶态/交换态含量随pH值的提高而降低。     

深圳市污水污泥的元素分析及农用安全评价

研究深圳特区内南山、滨河、罗芳污水厂污泥样品的元素含量及重金属形态.结果表明,N、P、K、Ca及Fe的平均含量分别为33.2g/kg、10.0 g/kg、7.2 g/kg、15.6g/kg及22.1g/kg,Mn、Mo、B的含量分别为302.0 mg/ks、6.5 mg/kg、30.3 mg/kg.重金属含量依次为Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>As>Cd.平均值分别为731.4 mg/kg、382.6 mg/kg、163.3mg/kg、102.6 mg,/kg、45.6mg/kg、14.3 mg/ks、1.0 mg/kg.研究表明,深圳市特区内污水处理厂污泥样品中重金属含量总体上相对较低,仅南山污水处理厂的Cu和Ni超过污泥农用标准(GB 18918-2002).重金属Cr、Cu、Pb在残渣态中的比例较高,对环境的威胁相对较小,而Ni、As及Zn在酸溶态和可还原态中的比例普遍较高,其释放潜力和生物有效性较强,在污泥农用时需要注意.     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

清澜港湿地沉积物中重金属赋存形态及生态风险

采用改进的BCR三步连续提取法对海南清澜港红树林湿地沉积物中6种重金属元素(Cr,Ni,Cu,Zn,Cd和Pb)的赋存形态进行研究,采用潜在风险指数法和次生相与原生相分布比值法对重金属污染程度及潜在生态风险进行评价。结果表明,Cu以酸可提取态和可还原态为主;Zn以残渣态和弱酸可提取态以及可还原态为主;Cd的酸可提取态和Pb的可还原态占主导地位,具有较大的潜在生态风险;Cr和Ni以残渣态存在,对环境危害较小。沉积物中重金属的潜在风险评价表明,Cd污染及其生态风险性非常严重,Ni,Cu,Zn,Cr和Pb污染轻微;次生相与原生相分布比值法评价结果表明,研究区沉积物中Zn和Cd处于中度污染水平,具有较高生态风险,Cu和Pb达到轻度污染水平,Ni和Cr表现出无污染。综合以上两种评价方法可知,Cd是清澜港红树林湿地沉积物中污染程度较高的重金属,具有潜在生态风险,应引起重视。     

钼矿尾矿区蔬菜地土壤中重金属含量分析与生态风险预警评估

研究钼矿尾矿区周边菜地土壤的重金属污染现状及生态风险.选取20个钼矿尾矿区周边受污染菜地的土壤样本,用HNO3-HF-HClO4处理后,采用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定土壤样品中Mo、Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量并分析其存在形态,进行生态风险预警评估.结果表明,土壤中重金属含量的分布为残余态>有机结合态>氧化结合态>酸可提取态(Pb、Zn氧化结合态>有机结合态,Hg有机结合态=酸可提取态>氧化结合态);菜地土壤的生态风险指数,IEH=80.62,其预警类型为重警;主要重金属污染为Cd、Hg、Cr污染并伴有Zn、Ni、Cu污染;Hg的酸可提取态所占比例较大,可能影响农作物的正常生长;重金属污染可能来自尾矿石中重金属的释放,并与污灌及化学农药的使用有一定关系.研究为清除或减轻土壤重金属污染、修复和改良已污染土壤提供参考依据.     

哈药污泥的化学组成及农田应用安全性研究

通过对哈药总厂污水处理车间排放的污泥进行化学成分及施入土壤后重金属元素在土壤及水稻子粒中残留的分析,探讨该污泥能否应用于农田及适宜的用量.试验结果表明,污泥中有机质含量高,达800mg/kg,全氮含量达7%左右.重金属元素含量均明显低于农用污泥中污染控制标准值.大剂量施入土壤后,子粒中重金属元素的残留量与常规施肥无明显差异.随污泥用量的增加,土壤中有机质的含量明显提高,重金属元素除汞和锌有较大幅度提高外,其他元素差异不大.     

酸去除剩余活性污泥重金属效果及农用安全性

污水处理厂剩余污泥中的重金属是污泥农用的潜在危害之一,因此如何有效去除污泥中的重金属以保证其农用安全性是当前迫切需要解决的问题。采集污水处理厂二沉池的活性污泥,比较不同物质的量比的盐酸和硝酸(1∶2、1∶1、2∶1)浸取污泥中重金属Pb、Zn、Cd、Cu和Mn的效果,采用Tessier连续提取方法定时检测污泥重金属相态分布,分析混合酸对污泥EPS结构和质量比的影响,并检验了处理后污泥对菠菜生长及重金属富集的影响。结果表明:1)盐酸/硝酸物质的量比为2∶1时效果最佳,重金属浸出率从高到低依次为Pb、Zn、Cd、Mn、Cu;2) Pb的可交换态和碳酸盐结合态比例最高,Cu的残渣态比例最大,可交换态、碳酸盐结合态和FeMn氧化物结合态比例越大,重金属的浸出率越高;3)酸浸试验期间EPS总量减少,黏液层和LB-EPS层易脱落;最后盆栽试验表明处理后污泥中重金属的潜在迁移性风险大大减弱,且污泥对菠菜生长有明显的促进作用。因此混合酸处理后污泥可以安全用于农业种植,且污泥与土壤干重比为1∶1时效果最佳。     

城市污水处理中典型重金属离子去除与迁移规律研究

为了揭示典型重金属离子在污水处理过程中的去除与迁移规律,以某城市污水厂二级处理流程为对象,进行了各处理单元出水和沉泥的定期采样,分析了水相和泥相中6种重金属离子的含量.结果表明,以生活污水为主的城市污水受重金属离子污染不严重,且二级处理工艺能很好地去除水中的Cu、Hg和As,去除率分别为77.1%、85.8%和97.0%,而对Mn、Zn和Cr的去除率相对偏低,分别为40.0%、33.3%和30.8%.在污水处理过程中,多数金属离子有逐渐从水相迁移到泥相的趋势.通过离心分离法对水中的金属离子按溶解态和颗粒态进行了分类,发现各种金属离子在生物处理单元中有从溶解态转化为颗粒态的趋势,但在二沉池中某些金属离子又有从颗粒态转化为溶解态的现象.污水处理厂出水中Cu、Hg、As主要以颗粒态为主,而Mn、Zn、Cr主要以溶解态为主.颗粒态金属的溶出可能是这3种金属离子去除率较低的原因.     

Monitoring of pathogenic microorganisms contamination during heat drying process of sewage sludge

The sewage sludge from wastewater treatment plant is a potential source of infectious organism. The number and type of pathogens in sludge depends on various factors namely, the wastewater source, the type of treatment plant, and other environmental factors such as the biological medium offered by the sewage sludge. The principal sludge-borne diseases are presented followed by discussion on biological aspect of growth and occurrence. The overall objective of this work is to estimate kinetic reduction of pathogen population in sludge during different thermal-drying process including: the agitated conductive drying, drum drying, solar drying, and fry-drying. The temperature curves were reported from literature except frying data which were determined in experiment. In order to apply the temperature influence on pathogens population, kinetic parameters for the thermal inactivation (D, z-values) were chosen from literature. Values of concentrations of each pathogen were also extracted from scientific review of pathogens in bio-solids. This study conducted to resolve the survival kinetic of Hepatitis A viruses. The result showed that a concentration of 7 × 10⁴ cfu/100 ml initially present in the sewage sludge is significantly reduced during the heat drying processes except the solar plant. The sewage sludge is completely disinfected when heated for 20 min, 10 min, and 10 s, respectively, during the agitated conductive process, vacuum fry-drying, and drum drying process.     

采用Mg(OH)2调节pH值对富磷剩余污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响

以A/O工艺排出的富磷剩余污泥为对象,通过两组厌氧消化反应器(1组目标,1组对照),对比研究了Mg(OH)2作为pH值调节剂对污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响。结果表明,Mg(OH)2在促进污泥水解的同时,可以有效降低消化液中NH4+-N、PO34--P质量浓度。经过21 d消化,目标反应器中VSS比对照试验多削减10%,但上清液中NH4+-N、PO4--P质量浓度仅为对照的25%、10%。消化后污泥中灰分增加,导致污泥浓缩与脱水性能显著提高。     

城市污泥微波干化及污染物析出特性研究

采用直接热干化和微波两种方法对3种城市污泥进行了研究,分别考察了温度、污泥厚度、微波功率对干化过程的影响,并研究了干化气体的二次污染问题。研究表明,直接热干化耗时长,温度和污泥厚度是影响干化过程的主要因素;微波干化耗时短,效率高;厚度为4 mm的污泥在微波功率为1 200 W时,仅需3min含水率降至10%以下。微波干化气体的冷凝液COD,NH_4~+-N指标明显低于直接热干化。     

污泥对水稻分蘖及产量形成影响的研究

为探讨工业废水处理后的污泥能否在农业上应用,以哈药集团制药总厂经生物处理产生的污泥为材料,研究水稻分蘖动态及产量形成.结果表明,该厂排放的污泥,有机质和速效氮、磷含量高,施入土壤后能迅速被水稻吸收利用.适量施用污泥,水稻返青加快、分蘖增多,体内叶绿素含量增高,同时水稻的产量也得到提高.污泥施用过量,会导致水稻返青率降低,后期分蘖无法控制,导致生育延迟,空秕粒率大幅度增高,产量显著下降.     

不同污泥肥料对水稻和大豆的肥效实验研究

为探讨城市生活污泥农用效果,以莆田市城市生活污水处理厂的鲜污泥为材料,制成干污泥、有机肥及生物肥等3种不同有机肥料品种,将这3种肥料在水稻、大豆上进行肥效盆栽试验,测定作物产量,并分析不同施肥处理其土壤N、P、K养分供应能力及作物对N、P、K养分的吸收情况.试验结果表明,污泥作为肥料施用能提高土壤速效N、P、K养分供应水平和水稻、大豆对N、P、K的吸收量,并且有明显的增产效果;3种污泥肥料品种的供肥能力从高到低的顺序为生物肥、有机肥、干污泥;并就污泥农用资源化提出看法.