微生物对煤矿固体废弃物的脱硫效应

煤矸石是煤矿特有的一种固体废弃物,应用本实验室筛选出的氧化亚铁硫杆菌Thiobacillus ferrooxidans和嗜酸氧化硫硫杆菌Thiobacillus thiooxidans对宁夏大武口高硫煤矸石进行微生物脱硫技术及应用条件的研究,如不同煤矸石粒径、不同接种浓度和不同煤矸石浓度。2种脱硫细菌对煤矸石的脱硫效果显著,小粒径煤矸石的微生物脱硫效果更好。考虑脱硫成本及脱硫效率,Thiobacillus ferrooxidans菌最佳的接种浓度为25%,在Thiobacillus thiooxidans菌悬液中,能脱出最大量硫酸根的煤矸石最佳比例是10%。2种菌混合较单菌株脱硫效果更好,以Thiobacillus ferrooxidans∶Thiobacillus thiooxidans=2∶3的比例混合后对煤矸石的脱硫效果最佳,该结果为煤矿废弃物煤矸石的污染防治提供技术依据。     

稳定化处理对矿渣中重金属迁移转化的影响研究

土壤中重金属的不同存在形态会产生不同的环境效应,并直接影响重金属的毒性、迁移性和生物有效性.以石灰、粉煤灰、干化污泥、花生壳为稳定剂,对某金矿区含重金属矿渣进行组合处理;通过重金属形态分析、淋滤试验、植物盆栽试验,探讨矿渣中重金属的迁移转化规律.结果表明,添加稳定剂后,酸性矿渣的pH升高至中性以上,有机质含量显著增加.矿渣中As、Pb、Zn的主要存在形态为残渣态,添加粉煤灰、干化污泥和花生壳使矿渣中可交换态As和有机结合态As含量分别降低了65.6%、87.7%;添加石灰、粉煤灰和花生壳使矿渣中铁锰氧化物结合态As主要向碳酸盐结合态As转化;添加石灰和粉煤灰使矿渣中的可交换态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Pb、Zn主要向残渣态Pb、Zn转化.经前期稳定化处理后,矿渣淋滤液中As、Pb、Zn的含量均有不同程度的下降,添加花生壳处理后淋滤液中的As、Pb、Zn含量进一步下降.其中,粉煤灰、干化污泥和花生壳处理后淋滤液中As含量下降最显著,降幅为57.4%;石灰、粉煤灰和花生壳处理后淋滤液中Zn含量下降最显著,降幅为24.9%.添加稳定剂处理矿渣明显有利于植物的萌发与生长,其中添加粉煤灰、干化污泥和花生壳效果最好,香根草的萌发率为76%.     

不同有机物料对风化煤矸石污染释放及介质养分的影响

为评价常见不同有机物料添加对风化煤矸石污染物释放及介质养分的影响,分别在风化的富硫煤矸石介质中添加质量比为1%的腐殖酸、牛粪、沼渣、剩余污泥和空白煤矸石5个处理,稳定7 d后测定煤矸石浸出液的酸度、铁、锰、硫酸根等特征污染组分及氮、磷素等介质养分指标。结果表明:风化煤矸石浸出液具有较强的酸度(p H=2.4),较高的氧化还原电位(Eh=403 m V)、电导率(EC=3 653μS/cm),并含有较高浓度的铁、锰、硫酸根(总Fe=483 mg/L,Mn=4.58 mg/L,SO42-=3 005 mg/L)及多种重金属离子(Cu=1.33 mg/L,Zn=0.75 mg/L)。少量腐殖酸的存在,在一定程度上能降低风化煤矸石浸出液的p H、明显提高盐度,但对Eh、铁、锰、硫酸根及有害金属离子含量影响不明显,同时能有效提高煤矸石介质中有效磷的含量。少量沼渣、牛粪、剩余污泥的添加都能有效提高风化煤矸石的p H,降低盐度、Eh、总铁及硫酸根含量,特别是污泥、牛粪表现出相对较好的污染控制效果;同时,沼渣、牛粪、剩余污泥的添加均显著(p0.05)改善风化煤矸石介质中全氮、全磷含量,且能够极显著(p0.01)改善介质有效氮、有效磷等矿物养分的含量,但在一定程度上能促进Mn、Cu、Pb、Zn、F-多种有害离子的溶出,剩余污泥的添加能明显增加煤矸石浸出液中Zn的溶出,在施用中应注意防范。     

采用离石黄土原位修复煤矸石渗滤液污染地下水

为以较好的技术手段和较低的经济成本治理煤矸石淋滤液、矿坑废水对地下水的污染,通过土柱淋滤试验、PRB (permeable reactive barrier)模拟试验以及场地修复试验,对煤矸石淋滤液中重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附性进行了研究. 土柱淋滤试验结果表明:离石黄土(粒径0.05~0.10mm)、亚砂土(粒径0.05~0.10mm)和细沙(粒径>0.10~0.25mm)对煤矸石淋滤液中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附能力为离石黄土>亚砂土>细沙,其中离石黄土对As的分配系数为2.26L/kg.模拟槽试验表明,在地下水流速为0.20m/d、m(煤矸石):m(离石黄土)分别为5和7的情况下,淋滤液中的As能够全部被黄土墙吸附;m(煤矸石):m(离石黄土)为10时,部分As透过黄土墙向下游迁移. 5个月的场地修复试验表明,利用离石黄土作为PRB的吸附材料能够较好地去除地下水中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)和As,厚约0.5m的离石黄土墙对被煤矸石淋滤液污染的地下水中Cr的去除率最高,达到70.97%,对Pb的去除率最低,为43.14%.      

复合硫杆菌生物淋滤对Mn去除的研究

通过利用复合硫杆菌(氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌)在不同接种量(5%,10%,20%)对市政污泥进行生物淋滤实验,探讨了淋滤过程中pH和氧化还原电位(ORP)、Mn的淋滤效果及淋滤过程中其形态的变化。结果表明:该方法能有效淋出污泥中的Mn,生物淋滤12d后,10%接种量反应器Mn的淋出率达到100%;Mn的淋出率受pH和ORP的双重影响,与pH和ORP的关系为:淋出率等于2.439-0.452pH-0.002ORP;各形态中Mn的可交换态和残渣态变化幅度大,从形态变化上表明该淋滤反应对Mn具有有效的淋出;Mn各形态的淋滤能力是:碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>残渣态>有机物结合态。     

合山市东矿矿区煤矸石淋滤液特征及其环境影响分析

以广西合山市东矿矿区的一座大型煤矸石堆为研究对象,通过采集煤矸石堆上的煤矸石样品进行浸溶试验,对煤矸石矿物化学成分以及煤矸石浸溶液、淋滤液中水化学成分进行了测试并对环境的影响进行了对比分析。结果表明:在煤矸石浸溶试验过程中,浸溶液水样pH值一直处于6.3~6.6之间,略显酸性,浸溶初期10h内,只有Cd、As和Pb浓度相对较高;背景样的pH值为7.89,略显碱性,其中SO2-4、Cd、Ni、Pb浓度分别为9.097 9mg/L、0.000 1mg/L、0.001 5mg/L、0.000 5mg/L,As浓度小于仪器检测限,故没有检测出来,并且背景样中的各项指标均符合《地表水质量标准》中的一类标准;而3个煤矸石淋滤液水样pH值处于5.5~6.5之间,都显酸性,并且淋滤液水样中SO2-4、Cd、Ni、Pb、As的浓度均远远超出了背景样,其中超出最多的为D-1样品中的SO2-4浓度为背景样的207倍,超出最少的为D-3样品中的Cd浓度为背景样的7倍;煤矸石淋滤液中重金属Cd、Ni、Pb、As的浓度都超过了背景样及雨水样,对环境的危害较大,若煤矸石继续堆积在矿区还将进一步危及水体、恶化水质。     

生物炭添加对两种类型土壤DOC淋失影响

生物炭能增加土壤碳库贮量,对全球碳的生物地球化学循环和缓解全球气候变化起到不可忽视的作用。可溶性有机碳(DOC)是土壤碳库中十分重要的组分,研究生物炭对DOC淋失影响对深入了解生物炭对土壤有机碳循环具有重要意义。本文以新疆和河南两种土壤为对象,通过室内土柱淋滤试验研究生物炭添加对不同类型土壤中溶解性有机碳(DOC)淋失影响以及添加不同生物炭对同种土壤淋滤液中DOC淋失影响特征。结果表明,新疆和河南土壤淋滤液DOC浓度和淋失量随着生物炭添加比例增加(1%,5%,10%)而减少。与玉米秸秆和锯末混合物为原料制成生物炭相比,玉米秸秆生物炭能显著降低新疆土壤淋滤液中DOC浓度。     

煤矸石与粉煤灰淋溶渗出液对水环境影响研究

试验表明,煤矸石与粉煤灰淋溶渗出液pH值将会稳定在煤矸石和粉煤灰本身pH值附近,淋溶渗出液的重金属离子含量及酸碱度符合<一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准>(GB18599-2001),不会对地下水环境造成污染.试验还表明煤矸石和粉煤灰对淋溶水中高含量的重金属有一定的吸附作用.     

优化混合菌培养及废电路板添加促进铜的浸提

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)为出发菌株,优化混合菌培养及废弃印刷线路板(PCBs)粉末添加方式提高铜浸提效率。首先考察2种菌接种量对混合菌生长的影响;其次响应面优化混合菌培养液pH,硫酸亚铁(FeSO_4·7H_2O)和单质硫(S)浓度;最后采取多点添加策略提高PCBs添加量和铜浸取率。结果表明,混合菌培养最佳条件:嗜酸氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌接种量之比为1∶2,pH 1.56,FeSO_4·7H_2O和S为16.88和5.44 g/L;多点添加PCBs策略为:48 h添加量6.4 g/L,96 h添加量9.6 g/L,144 h添加量12.8 g/L。混合菌在此工艺条件下培养240 h后,铜浸取率高达92.6%。     

不同环境材料对Pb、Cd污染土壤的淋溶效应

为了探索环境材料对土壤中重金属的去除效果,采用土柱淋溶方法研究了不同环境材料（腐植酸HA、高分子材料SAP、粉煤灰FM及沸石FS）对污染土壤（单一Pb污染土壤、单一Cd污染土壤和Pb-Cd复合污染土壤）中铅（Pb）、镉（Cd）的淋溶效应。结果表明：添加不同环境材料处理的淋出液pH值呈现先上升后降低再上升的趋势,均为弱碱性。添加FM和复合N1（HA+SAP+FM+FS）、N2（HA+SAP+FM）处理淋出液的电导率（EC）明显高于其他。FM和复合N1、N2对单一Pb污染土壤中Pb达到显著固定作用;单一Cd污染土壤中,添加单一SAP处理所淋溶出的Cd量小于CK（未加任何环境材料）,淋溶出的Cd量为CK的63.68%,对Cd起到一定的固定作用;Pd-Cd复合污染土壤中,HA对Pb达到显著固定作用,淋出Pb量仅为CK的40.6%。SAP及复合N3对Cd的固定作用明显,淋溶出的Cd量分别为CK的55.32%、78.13%。可见,采用的环境材料对重金属淋溶能起到一定的抑制作用。     

粉煤灰和煤矸石长期浸水后pH的动态变化

监测了不同粒径的煤矸石、粉煤灰及其不同配比的基质在水的长时间浸泡下，其pH的变化规律。并寻找出了适宜于作物生长的粉煤灰与煤矸石的最佳pH配比比例为4：1—8：1。为进一步就地取材，以废治废提供新的思路，可以减少煤矿区生态恢复的费用，具有很好的实际应用潜力。     

粉煤灰电石渣用作金属废渣和酸性铬污泥的稳定/固化剂的试验研究

粉煤灰、电石渣与水泥存在着某些相似的理化性质 ,研究它们对金属废物和酸性铬污泥的稳定 /固化作用 ,实现以废治废将具有重要意义。本文通过试验研究证实了粉煤灰和电石渣对金属废渣有良好的稳定 /固化作用 ;对酸性铬污泥 ,电石渣有很好的稳定 /固化作用 ,二者完全可以替代水泥用作金属废渣和酸性铬污泥的固化剂。     

粉煤灰与若干有机固体废弃物配施改良土壤的研究进展

鉴于废弃物堆积引起的环境恶化和水土流失、矿山开采等导致土地退化,利用废弃物改良土壤、修复生态环境的研究和技术推广便具有十分重要的意义。文章介绍了粉煤灰与若干有机固体废弃物的理化特性,分析了其单一施用改土的弊病,重点阐述了粉煤灰与有机固体废弃物配施对土壤理化生性质的影响。认为粉煤灰与若干有机固体废弃物配施具有良好的土壤改良效果,也是我国固体废弃物处置和利用的最佳途径之一。此外,分析了有关废弃物配施改土中有待进一步解决的问题,并提出了今后工作的若干建议。     

从垃圾焚烧飞灰中回收金属研究进展

焚烧处理已成为我国大城市生活垃圾处理的主要方式之一,焚烧飞灰属于危险废物,其处理处置与利用已成为焚烧厂面临的主要问题。飞灰中含有大量的金属,如将其回收利用不仅可以缓解我国金属资源短缺的问题,而且可使飞灰由危险废物转化为惰性固体废物而加以利用。介绍从飞灰中回收金属国内外研究现状并分析了现有工艺存在的问题,建议采用水洗预处理结合酸碱两步浸取,辅之以溶剂选择萃取的方法从一次飞灰中选择性回收Pb、Cu和Zn。     

利用专性杀菌剂进行煤矸石山酸化污染原位控制试验

酸性煤矸石山中硫化物的微生物氧化,加剧了煤矸石山酸化、自燃和爆炸等环境污染、灾害. 通过分离纯化氧化亚铁硫杆菌,并添加不同剂量的杀菌剂,分析了Fe2+氧化抑制率、杀菌剂的使用效果及最佳使用浓度. 结果显示:试验用杀菌剂SLS和SBZ能有效地抑制煤矸石山的酸化. ρ（SLS）为10 mg/L时Fe2+的氧化抑制率达到75.69%;ρ（SBZ）为30 mg/L时Fe2+的氧化抑制率达到75.89%. 表明杀菌剂的使用可以促进煤矸石山的酸化污染控制、绿化和生态重建.      

垃圾焚烧飞灰冶金性能研究

垃圾焚烧飞灰是危险废物因而必须进行处理.用冶金高温熔融分离来处理飞灰是一个新的无害化处理方法.在了解飞灰特性的基础上,研究了飞灰的冶金性能.对飞灰进行冷固结造球,并分析了球团的强度和浸出毒性;测试了球团的粘度和熔化性温度;进行了飞灰球团高温熔融分离实验,分析了熔渣中的重金属和浸出毒性.实验结果表明,飞灰的矿物组成主要是CaO、SiO2等氧化物;选择7%消石灰,添加1%糖浆进行飞灰冷固结,并养护18d,单个球团平均抗压强度可达到1005 N,球团的浸出毒性没有超标.飞灰的熔化性温度范围为1250～1290℃,此时的熔渣粘度较低;飞灰高温熔融分离的适宜工艺参数为:熔融温度1400℃,熔融时问10min,球团碱度1.8,金属熔池与飞灰球团配比为5:4,金属熔融分离效果很好;飞灰经过1300℃以上的高温熔融,熔渣远远低于浸出毒性标准.     

垃圾焚烧飞灰处置与资源化利用研究进展

针对作为危险废物的垃圾焚烧飞灰,系统介绍了国内外对其进行处理处置的现状,从水泥固化、高温稳定化及化学药剂稳定化几方面进行了论述。在总结目前国内外飞灰资源化利用途径的基础上,介绍了其4类再利用途径:建筑材料制作(水泥、混凝土、陶瓷、玻璃和玻璃陶瓷),农业利用(土壤改良剂)、岩土工程应用(道路、筑堤)和其它(吸附剂),并对以后的处理方向作了阐述,为飞灰的无害化和资源化处理提供参考。     

徐州市工业固体废物产生种类主成分分析研究

文章在介绍主成成分分析方法的原理基础上,利用SPSS统计软件对徐州市1996年至2000年工业固体废物产生种类及其量8个指标原始数据进行主成分分析,提取了占总方差81.126%能够反映原始数据的绝大部分信息的二个主成分:第一主成分和冶炼废渣、粉煤灰、炉渣密切相关,第二主成分和尾矿、煤矸石密切相关。结果表明徐州市电力、钢铁和煤矿开采行业工业固体废物产生种类及产生量变化趋势与徐州市经济发展方式相吻合,为徐州市工业固体废物污染源头控制提供决策指导。     

Tween-80对生物淋滤法去除垃圾焚烧飞灰中重金属的影响

通过接种氧化硫硫杆菌和序批式培养试验,研究了不同浓度表面活性剂Tween-80对飞灰生物淋滤过程中重金属溶出的影响.Tween-80的作用表现为:低质量浓度促进,高质量浓度抑制,最佳质量浓度约为1.5g/L.ρ(Tween-80)为1.5 g/L时可显著提高元素硫的生物氧化速率,加速飞灰浆液的酸化,从而提高飞灰中重金属的溶出(去除)率.但是当ρ(Tween-80)超过3.0 g/L时,将对硫杆菌的生长与增殖产生抑制甚至毒害效应,使生物淋滤反应不能顺利进行.结果表明:在常规的飞灰生物淋滤处理中添加1.5g/L的Tween-80,经过15 d的淋滤,Cd,Zn,Cu与Pb的去除率最高分别达到87.1%,81.8%,72.3%与31.9%;而不加Tween-80的对照组,4种重金属的去除率分别为84.0%,74.4%,67.5%与27.1%.      

污泥在矿区废弃地复垦中的应用实验

研究将污泥引入到矿区废弃物,构成矿区复合基质,并在复合基质上种植三叶草进行实验。通过考察不同配比基质对三叶草出苗率、根冠比和生长指数随时间的变化情况,研究污泥的添加对矿区废弃地复垦的作用。结果表明,污泥的适量添加（实验中粉煤灰、煤矸石和污泥的质量配比为20：60：20,20：40：40和20：50：30的基质）可以为植株生长提供较为充足的养分,促进三叶草的生长,有望加快矿区废弃地的复垦。