皂角苷和柠檬酸联合对污泥中Cu、Pb和Zn的去除及其稳定性特征

以武汉某污水处理厂的污泥为研究对象(S1和S2),通过皂角苷和柠檬酸联合振荡淋洗试验,研究不同体积比(20∶1~1∶20)、固液比(1∶20~1∶80)、淋洗时间(0~2 880 min)、淋洗次数(1~4)对污泥中重金属Cu、Pb和Zn去除的影响.分析淋洗前后各形态重金属的去除特点,并通过计算稳定性指数(I_R值)和移动性指数(MF值)探究重金属稳定性和移动性的变化.结果表明,在体积比(皂角苷∶柠檬酸)为5∶1,固液比为1∶60,淋洗时间1 440 min时,污泥中Cu、Pb和Zn的最高去除率分别可达43.16%(S1)、32.45%(S2)和38.69%(S1).增加淋洗次数对Cu和Pb的去除率有较大幅度提高,而对Zn的影响较小,尤其在2~3次淋洗后差异显著.4次淋洗后Cu、Pb和Zn的最高去除率分别为78.89%(S1)、77.08%(S2)和49.39%(S1).单次淋洗后,除酸溶态和可还原态外,污泥中其余形态的去除率均较低.增加淋洗次数,重金属的各形态去除率逐渐升高,尤其是Pb中的残渣态去除率增长明显.淋洗改变了重金属的稳定性和移动性,4次淋洗后Cu、Pb和Zn的IR值最大增长率分别为43.63%(S1)、39.44%(S2)和32.00%(S1),MF值减少30.19%~79.45%.     

烷基糖苷对土壤中重金属的去除研究

通过振荡分离实验研究了烷基糖苷(APG)对土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的去除作用,考察了烷基糖苷淋洗液的pH值、浓度、离子强度等对重金属去除率的影响,并对烷基糖苷处理前后土壤中重金属的形态进行了分析.结果显示,烷基糖苷对土壤中重金属的去除率受淋洗液pH值的影响且随淋洗液浓度的增加上升,当烷基糖苷淋洗液的pH为52、浓度...     

皂角苷和柠檬酸联合对市政污泥中重金属的去除与风险评价

污泥的重金属污染严重制约其资源化利用,为探讨皂角苷和柠檬酸联合淋洗去除污泥中重金属的效果,为污泥的资源化利用提供理论依据,以武汉市4个市政污泥样品(S₁、S₂、S₃、S₄)为研究对象,选取1%的皂角苷和0.1 mol/L的柠檬酸联合淋洗1~4次,对淋洗前后污泥中重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd和Cr的含量和形态进行了分析,并运用M_F指数法和潜在生态风险指数法对淋洗后污泥中重金属的迁移性和环境效应进行了评价。结果表明:经过1次淋洗后,污泥中Zn的去除率最高,为71.04%(S₁),而Ni的去除率较低,为20%左右(S₂),污泥中Cr、Cu、Pb和Cd的最大去除率在23.16%~43.00%之间;经过4次淋洗后,污泥中Zn、Pb、Cr、Cu、Cd和Ni的去除率最高分别为84.79%、81.73%、80.77%、78.89%、56.71%和55.51%;经过淋洗后污泥中各重金属酸溶态所占的比例降至5.41%以下,污泥中Cu以残渣态和可氧化态为主,其他重金属以残渣态为主;皂角苷与柠檬酸联合淋洗后,污泥中重金属的M_F(移动性指数)和E_i(潜在生态风险指数)值下降,说明污泥中重金属的移动性、生物有效性和潜在生态风险减弱,其中污泥中Ni、Pb、Zn的潜在生态风险均由中降为低,污泥中Cu、Cr和Cd的潜在生态风险也有所降低;1.5 g/L的熟石灰对污泥淋洗废液中Cu、Ni的回收率在25%左右,对Pb、Zn、Cd、Cr的回收率在58%~80%之间。皂角苷和柠檬酸联合淋洗可以较好地去除供试污泥中的重金属,降低重金属的移动性和潜在生态风险。     

螯合剂与表面活性剂复合去除城市污泥中Cd、Cr

采用淋洗和振荡离心试验研究了螯合剂与表面活性剂等化学物质对城市污泥中Cd、Cr去除的影响.柠檬酸(CTA)、EDTA单一处理污泥,对Cd、Cr的去除效果要优于十二烷基磺酸钠(SDS),且振荡更有利于污泥中Cd的去除,但淋滤与振荡对Cr的去除没有明显的差异.CTA对污泥中Cd、Cr的去除率随介质浓度的变化特征符合一级方程,而EDTA符合二级方程.SDS可明显地改变螯合剂对Cd、Cr的去除效果.CTA与SDS、EDTA与SDS复合,无论是顺序处理还是共同处理,对去除污泥中Cr都表现为拮抗效应或独立效应,而对Cd的去除则表现出复杂的复合效应.综合考虑Cd、Cr去除与氮素损失后,最优试验条件为0.3mol/L CTA与0.01mol/L SDS,按1:10固液比,依次振荡2h,可去除59.2%的Cd和50.91%的Cr,仅损失13.47%的氮.污泥处理前有效态Cd、Cr含量较高,经淋滤和振荡处理后,其活性有所降低,潜在重金属供应能力以及对植物的危害潜力减弱.     

单宁酸与柠檬酸复合淋洗去除土壤中重金属Cd的研究

采用土柱淋洗技术对模拟Cd污染土进行修复研究,探讨了单宁酸、柠檬酸在不同浓度、淋洗时间、复配体积比下对重金属进行单一、复合淋洗的去除效果,并比较复合淋洗前后重金属的形态变化特征。实验结果表明,单宁酸和柠檬酸对重金属具有较好的去除效果。单一作用时,随着时间的增加,两种淋洗剂对重金属的去除率逐步提高,均在12 h时达到最好效果,重金属去除率分别为59.08%、71.25%。实验同时证明,两种淋洗剂进行复合淋洗对重金属Cd的去除率明显高于单一淋洗,当单宁酸浓度为10.0 mmol/L,柠檬酸浓度为0.6 mol/L,淋洗剂体积配比为1∶3,淋洗时间为12 h时,复合淋洗效果最好,重金属去除率达到97.47%。土柱淋洗前后重金属形态分级结果表明:单宁酸、柠檬酸复合淋洗能有效去除酸可提取态、氧化物结合态的重金属Cd。     

EDTA/腐殖酸去除腐殖土中典型重金属效果研究

该研究以垃圾填埋场存余垃圾筛分后的腐殖土为研究对象,针对常见的Cu、Zn、Mn含量高的问题,考察了EDTA、腐殖酸（HA）单一淋洗以及EDTA/HA混合淋洗的淋洗效果,使用响应面法对参数进行优化,采用处理后的腐殖土进行绿化实验。结果显示,在相同条件下,EDTA淋洗对Cu、Zn、Mn的去除率分别为29.63%、36.53%、33.75%,HA淋洗对Cu、Zn、Mn的去除率分别为40.23%、25.46%、21.45%,EDTA/HA混合淋洗体系对3种重金属的去除率分别为43.14%、35.13%和24.32%,EDTA/HA混合淋洗体系提高了Cu的去除率。对淋洗后重金属的形态进行分析,与单一EDTA淋洗相比,HA的加入提高了可交换态金属的去除率,对可还原态金属的去除效果更为均衡,因此混合淋洗可降低腐殖土中残留重金属毒性和对环境的危害。淋洗剂浓度越高、淋洗时间越长、固液比越小、pH值越小,越有利于重金属的去除。当淋洗后腐殖土质量分数为50%时,测量黑麦草、长春花、千日红体内的重金属含量,发现试验植物体内的重金属含量均小于规范值。     

电化学方法去除污泥中重金属的研究

分析了河东污水处理厂污泥中Pb、Cd、Cu、Ni的含量和形态分布特征,并以PbO2/Ti电极板为阳极、铜板为阴极通电处理污泥,考察了电压、通电时间等因素对污泥pH及重金属去除效果的影响.结果表明,污泥中Cd和Ni的含量超过了国家农用标准(GB4284—1984),同时,Cd和Ni也具有较高的生态可利用性.不同电压对污泥重金属去除率影响较大,当电压为35 V,电流为80 mA,反应时间为6 h时,对污泥的处理效果与费用最佳,在此电压下对污泥进行处理,Cu、Pb、Cd和Ni的去除率分别为57.35%、48.42%、68.63%和49.85%.此时,阳极区污泥中的重金属含量已有较大程度的降低,均能达到国家农用标准(GB4284—1984).     

污泥与猪粪作为培养基微生物去除垃圾焚烧飞灰中的重金属

以污泥或猪粪代替常规的无机盐(SM)作为A.ferrooxidans和A.thiooxidans复合菌株的培养基,利用微生物淋滤法去除垃圾焚烧飞灰中的重金属.结果表明,重金属去除率大小顺序为:污泥+菌液>SM+菌液>猪粪+菌液.污泥+菌液的处理中,经过15d的微生物淋滤,Cd、Zn、Cu去除率最高分别达到88.1%、78.7%、69.6%,而猪粪+菌液的处理,3种金属的去除率分别为82.4%、73.5%、60.0%.试验也表明,相同浓度的猪粪DOM对硫杆菌复合菌株的抑制作用远大于污泥DOM.当污泥DOM和猪粪DOM中水溶性有机碳浓度分别高于400mg/L和150mg/L时,就表现出对硫杆菌的不可修复的抑制作用.猪粪DOM中小分子量组分较多是造成这一现象的主要原因.     

红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中铅和铜的去除

采用批次淋洗的方法研究了红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中Pb和Cu的去除作用,考察了生物表面活性剂浓度、pH、温度、振荡时间、提取次数等条件对重金属去除效果的影响,并分析处理前后重金属的形态变化。结果表明:随着生物表面活性剂浓度的增加,2种重金属的去除率增大;Pb在淋洗剂pH为6时解吸效果最好,达到34.16%,而Cu的去除效果随着pH的升高而增加;生物表面活性剂对沉积物Pb和Cu去除率分别在25,40℃时达到最大;随着振荡时间和提取次数的增加,Pb和Cu去除率升高,3次洗脱后累积去除率分别为39.12%和51.26%;对沉积物重金属的形态分析发现,生物表面活性剂可有效去除酸提取态Pb和Cu。     

生物表面活性剂皂角苷增效去除土壤中重金属的研究

研究了生物表面活性剂皂角苷对土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的去除作用,并考察了皂角苷淋洗液pH值、浓度等对重金属去除率的影响.结果表明,增加皂角苷浓度和降低溶液pH值均有利于重金属的去除.当皂角苷浓度为50g·L-1、pH值为5.2时,土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的去除率分别可达45.6%、24.4%、19.0%和17.6%.根据皂角苷处理前后土壤中重金属形态的分析结果可知,皂角苷对土壤中不同形态重金属的去除能力存在差异,其中,以离子交换态和碳酸盐结合态金属的去除效果最为明显.红外光谱测试结果表明,皂角苷与金属离子反应形成了配位化合物,并以离子交换平衡法测定了配位稳定常数及配位物质的量比.皂角苷与各金属离子配位稳定常数K的大小顺序依次为:Cu2+Zn2+Cd2+Pb2+,lgK值在3.91～6.60之间.除Cu与皂角苷是以1:2(物质的量比)络合外,其他3种金属均与皂角苷生成1:1的络合物.此外,土壤中Cd的去除量与其他重金属(Cu、Zn、Pb)的去除量间呈良好的线性关系.金属离子可能是通过直接与皂角苷形成可溶性络合物或者通过与其他金属的架桥作用而被转移到皂角苷溶液相中,从而实现从土壤中去除.     

过硫酸盐对城市污泥脱水和重金属去除的影响

利用具有强氧化性质的K2S2O8试剂作为研究对象,考察了对污泥重金属Pb、Zn、Cu、Cd的去除影响、脱水表现以及处理前后污泥性质的变化.结果表明:在起始pH值为2.0,反应时间1h,温度25℃,投加1.34g/g SS的K_2S_2O_8,可改善污泥的脱水性能.其中,滤饼含水率可由82.6%降至74.8%;污泥比阻由6.70×10~8S~2/g下降至5.43×108S2/g.K_2S_2O_8氧化处理污泥,可使污泥絮体快速分解,上清液COD从15.2mg/L增至187.0mg/L;TN从6.03mg/L增至22.7mg/L;TP则由8.15mg/L变为12.7mg/L;污泥TSS相应降低了9.4%.污泥重金属去除率随着投加量的增加而增加,当K2S2O8投加量达到2.01g/g SS时,污泥重金属Pb、Zn、Cu、Cd去除率可分别达到63.90%、87.10%、86.40%以及84.25%.当投加量大于2.01g/g SS,各重金属去除率趋于稳定.低pH值能够提高污泥中重金属的去除率.K2S2O8与污泥反应后,污泥重金属转移到上清液中,对上清液投加0.075%的Ca O,pH值提高,可以相应去除上清液中16.95%的Pb、54.70%的Zn、58.90%的Cu以及21.95%的Cd,TN和TP含量也明显降低.     

皂素对污染土壤中钍的淋洗修复作用

为了探讨皂素对污染土壤中钍(Th)的去除效果,采用振荡淋洗的方法确定淋洗的最佳条件。结果表明:皂素浓度为2%,pH=5,土液比为1∶40,淋洗时间为6 h时,土壤中Th的去除效果趋于稳定,去除率为37.24%。描述皂素淋洗土壤中Th的最佳方程为准二级动力学方程。皂素与Th的络合稳定常数lgK=2.263,配位数χ为1.156,表明皂素对Th有较强的络合能力。对比淋洗前后土壤中Th的形态含量和占比可知:淋洗后Th的形态占比变化不大;酸可提取态、氧化结合态和有机结合态含量减少明显,残渣态含量变化不大。淋洗后稳定指数I_R值增加了0.047,流动指数W_F值减少了6.19%,说明采用皂素淋洗能增加Th与土壤的解吸,增加Th在土壤中的稳定性。     

生物沥浸对自然干化污泥重金属去除效果研究

重金属的去除是污泥农用需要解决的关键问题之一.本研究采用摇瓶实验,将氧化硫硫杆菌为功能微生物的生物沥浸技术应用于干化污泥重金属的去除,对山西省不同污水处理厂11个干化污泥样品进行了为期15 d的生物沥浸处理.分析了生物沥浸体系p H及SO2-4的变化情况,并对生物沥浸前后污泥中Cu、Zn、As、Cd、Cr等重金属去除率及有机质、全氮、全磷、全钾等养分的损失率进行了分析.结果表明,干污泥直接进行生物沥浸过程较为缓慢,无机酸对体系的酸化能够快速启动干化污泥的生物沥浸过程.无机酸酸化后,体系S0的生物氧化率逐渐提高,酸化速率加快,且污泥重金属去除率随着p H的降低而提高,生物沥浸过程结束后,供试污泥样品Cu、Zn、As、Cd和Cr的去除率分别为23.69%~77.62%、89.67%~97.80%、30.24%~84.31%、18.18%~97.05%和28.55%~67.11%,而污泥有机质、全氮、全磷和全钾的含量损失率分别为3%、1%、44%和8%,污泥剩余养分含量满足农用泥质标准(CJ/T309-2009)的限定值.Cu、Zn、As、Cd和Cr去除率与污泥有机质含量呈显著负相关关系(r=0.935、0.895、0.932、0.516、0.847,n=11).     

不同水体溶解性有机物的混凝去除特性

采用硫酸铝、工业氯化铁、无机高分子絮凝剂(PAC)3种无机混凝剂,对广州珠江、北京密云、天津滦河不同原水进行了混凝实验,分析了不同混凝剂去除水体有机物的特性以及不同水体溶解性有机物(DOM)的内在分级特征与其混凝去除率的关系.实验结果表明,①珠江水体由于碱度低,pH较易下降,高投药浓度下此水体DOM更易被氯化铁去除;中低投药下,在南方水体中,PAC与盐类絮凝剂对去除DOM的混凝性能差别不如在北方水体中明显,表明南北方水体DOM的内在特性存在一定差异,即北方水体DOM中可混凝去除部分的有机物易发生电中和作用,带有较多负电基团,南方珠江水体DOM含带电基团的有机物相对较少,而中性有机物含量相对较高,这与进一步分级结果一致.②所有水体从混凝收敛点看,总溶解性有机碳(DOC)去除率都是工业PAC最高,显示电中和(憎水化)-沉淀(吸附)可能为这些水体DOM的主要去除机理.③从不同水体的DOC平均去除率看,珠江水体高于密云水体,它们又明显高于滦河水体.对水体DOM进一步的化学分级研究结果表明,DOC去除率越高的水体,其中的憎水中性物质(HoN)含量也越高.这表明,除了碱度、总有机碳(TOC)外,原水DOM的内在化学分级特征也是影响水体DOC混凝去除率的重要因素.     

皂角苷和柠檬酸联合去除厌氧消化污泥中重金属的研究

以武汉某污水处理厂未厌氧消化与厌氧消化的污泥(分别为S1和S2)为研究对象,通过振荡淋洗实验,研究了皂角苷(质量分数0.1%~2.0%)和柠檬酸(0~1 mol·L~(-1))联合对2种污泥中Ni、Pb、Zn的去除效果,确定皂角苷和柠檬酸联合淋洗的最佳浓度组合,并采用BCR连续提取法分析淋洗前后3种重金属的形态变化.结果表明,皂角苷和柠檬酸联合对污泥中3种重金属均有较好的去除效果,Ni、Pb、Zn的最高总去除率分别为76.02%、59.93%和15.94%.综合分析,1%的皂角苷与0.4 mol·L~(-1)的柠檬酸联合淋洗的去除效果最好,2种污泥中重金属去除率的大小均为未厌氧消化污泥(S1)厌氧消化污泥(S2).与未厌氧消化污泥相比,厌氧消化污泥Ni的残渣态、Pb的可还原态及Zn的可氧化态含量明显增加,而Ni的可还原态含量减少.联合淋洗后S1、S2中约80%的酸溶态和可还原态的Ni、Zn被去除,Pb的可还原态分别去除67.07%和58.06%;且各重金属残渣态所占比例大幅度增加,其中,Pb的增加最为明显,所占比例超过90%.     

聚磷污泥去除高浓度铅的影响因素研究

利用聚磷活性污泥去除废水中的铅[ρ(Pb2+)=150.0 mg·L-1],研究了反应体系内不同溶解氧状况和初始pH值对污泥除铅的效率和稳定性的影响.结果表明,厌氧条件下,pH 6时,铅的去除率随时间增长呈上升趋势,32 d后铅去除率达99.8%,其中有机物及硫化物结合态铅、残渣态分别占41.8%和52.6%,污泥中铅的稳定性良好.好氧条件下,在相对较短时间内铅的去除率随pH上升而增加,反应2 h时,pH 6、pH 4和pH 2对应的铅的去除率分别为99.9%、96.9%和30.3%;而好氧32 d后pH 6、pH 4和pH 2的污泥中残渣态铅含量分别为3 072.3、4 726.8和2 359.1 mg·kg-1,分别占污泥中总铅的41.8%、65.8%和88.8%.综合考虑除铅率和除铅后污泥稳定性,好氧且pH 4理论上是聚磷污泥除铅的最佳条件.     

不同有机物料对水稻根表铁膜及砷镉吸收转运的影响

通过盆栽试验研究了油菜秸秆、蚕豆秸秆、泥炭、猪粪堆肥和生物炭这5种有机物料对贵州石灰岩黄壤区某砷（As）和镉（Cd）复合污染稻田土壤As/Cd有效性、水稻根表铁膜及As/Cd吸收转运的影响.结果表明,施用有机物料显著提高了有机质和水稻生物量;除油菜秸秆对土壤pH值影响不明显外,施用有机物料显著提高土壤pH值,使土壤有效Cd含量降低34.77%~82.69%;猪粪堆肥和生物炭使土壤有效As含量显著提高,油菜秸秆和泥炭处理使土壤有效As含量显著降低;施用有机物料有助于水稻根表铁膜的形成,并使其中Cd、As含量分别提高17.73%~151.03%和28.49%~94.86%,使水稻糙米Cd含量降低15.87%~79.45%,As含量降低27.04%~82.51%,降幅以生物炭处理最大;有机物料还显著降低Cd在根-茎-叶-籽粒的转运系数及As从茎向籽粒转运系数.相关分析表明,土壤pH、有效Cd和铁膜Cd含量是影响籽粒Cd累积的主要因素,土壤pH、有机质和铁膜As含量是影响籽粒As累积的主要因素.有机物料通过改变土壤pH、有机质含量及铁膜中As和Cd含量,影响水稻对As和Cd的吸收和转运.     

同步钝化土壤Cd和As材料的筛选

土壤中Cd和As的化学行为相反,导致同时降低土壤Cd和As的有效性成为一个难题.本实验采用先淹水30 d后湿润30 d的培养方法,研究了海泡石（Sep）、铁改性海泡石（IMS）、铁锰改性海泡石（Sep-FM）、钢渣（SS）和铁基生物炭（Fe-Bio）对土壤pH、Eh、孔隙水中Cd和As动态变化及土壤Cd和As形态的影响,旨在筛选出可以同时钝化土壤Cd和As的潜在材料.结果表明,添加Sep、IMS、Sep-FM和SS材料提高土壤pH值,降低Eh值及土壤孔隙水中Cd的质量浓度;而且高剂量IMS（2.5%）和SS（5%）处理土壤孔隙水中As的质量浓度在整个培养期间均低于CK处理.然而添加Fe-Bio则使土壤pH降低和Eh值升高,且仅在湿润条件下降低溶液中Cd和As的质量浓度.所有供试材料均降低土壤可交换态Cd含量,提高可还原态、可氧化态和残渣态Cd含量.高剂量IMS（2.5%）、Sep-FM（2.5%）和SS（5%）处理还降低了土壤中可利用态As含量（非专性吸附态和专性吸附态As）、提高了晶形和非晶形铁铝氧化物结合态As的含量,而1% Fe-Bio处理则提高了土壤非专性吸附态、专性吸附态和残渣态As的含量.总之,高剂量的IMS、Sep-FM和SS能同时钝化土壤中Cd和As,促进其向生物难利用的形态转化,是修复Cd和As复合污染土壤的潜在材料.     

套种和化学淋洗联合技术修复重金属污染土壤

联合不同的重金属污染土壤修复技术可以弥补单一措施的不足,其中植物提取联合化学淋洗技术就是有效的途径之一.本研究通过盆栽试验,在东南景天和玉米套种情况下,用不同浓度和种类的混合试剂对土壤进行化学淋洗,测定淋洗液中重金属含量、植物的吸收量以及土壤重金属的剩余量.结果表明,第1季10 mmol.L-1的混合试剂对套种系统淋洗,Zn、Cd的总去除量(植物提取量和淋洗量)最高,两季合计对Zn、Cd的总去除率分别达到6.0%、40.46%,大于单一植物提取.土壤测定结果表明,通过两季(约9个月)套种植物联合淋洗技术处理后,土壤重金属Cd、Zn和Pb的降低率分别达到27.8%～44.6%、12.6%～16.5%和3.6%～5.7%.50 mmol.L-1的混合试剂对套种系统淋洗,会影响后季东南景天的生长,而且淋洗结束后用清水淋洗产生的淋出液浓度高于其他低浓度处理,风险较大.EDDS(乙二胺二琥珀酸)混合试剂亦能促进东南景天吸收Zn和Cd,但不能有效淋洗出土壤中的Pb.在该套种+淋洗联合技术中,Zn、Cd的去除主要靠植物提取,Pb的去除主要靠淋洗,套种+淋洗加快土壤修复,而且可能解决Zn/Cd/Pb复合污染问题.     

固体浓度对生物淋滤法去除制革污泥中铬的影响

采用序批式摇床培养,研究了含固率为2%～10%的污泥浓度对生物淋滤法去除制革污泥中重金属Cr效果的影响.结果表明,淋滤处理8d,不同浓度处理Cr的去除率均达95%以上;污泥浓度越低,则污泥中Cr的去除率相对越高,去除速率也越快.如含固率在6%以下的污泥其Cr的去除率在第6d时就达100%. 6%的污泥浓度在实际应用中较为合适.在相同的pH值条件下不同含固率的污泥均有相似的Cr去除率.Cr大量溶出时,具有明显的pH临界点.当pH<2时污泥中Cr的去除率才可达到80%以上.