污泥堆肥对重金属稳定化过程的影响研究

将重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Ni)溶液添加到污水处理厂脱水污泥中进行堆肥,考察了污泥的堆肥过程对重金属稳定化的影响。分析发现:进入污泥后各重金属中可交换态+碳酸盐结合态的总占比顺序为Cd(72.31%)>Ni(65.83%)>Zn(33.67%)>Cu(19.49%)>Pb(7.40%)。说明Pb、Cu及Zn与污泥化学物质反应较快,而Cd及Ni的反应速率相对较慢。在整个过程中Pb形态达到稳定状态最快,Cu和Ni的形态稳定速度次之,Zn形态变化稍慢,Cd变化最慢。该结论可为污泥堆肥应用于土壤重金属污染治理的研究提供参考。     

污泥处理处置及资源化方法探讨

为实现污泥的减量及资源化利用,介绍了近年来污泥处理处置的一些新方法,主要通过污泥源头控制和预处理方法实现污泥的减量化;同时结合污泥和西北黄土地区的各自特点重点探讨了污泥资源化方式和污泥在西北黄土地区农林用的可行性,以期达到改善黄土贫瘠特性的目的。     

熟污泥改良土壤中Cd的形态分布特征和生物有效性

通过苜蓿盆栽实验和Tessier五步提取法,研究了不同比例的堆肥污泥施入黄土后,土壤中Cd的形态分布和生物有效性及重金属在施污土壤-苜蓿中的迁移转化规律。结果表明：不同比例的污泥施入黄土后,随着污泥施入量的增加,土壤中Cd的主要赋存形态由对照组的不可利用态(残渣态)向潜在有效态(铁锰氧化态)转化,污泥的施入提高了重金属Cd的生物有效性;苜蓿的种植对施污根际土中Cd的活性产生了钝化作用,使施污黄土根际土壤中潜在有效态Cd主要向不可利用态的Cd转化;苜蓿各器官对Cd均有富集和转移能力,苜蓿各部位重金属Cd含量的分布规律为：根部>茎叶部;线性回归分析结果表明：碳酸盐结合态Cd是苜蓿茎叶部和根部吸收Cd的主要贡献形态;因此在实际生产时须严格控制污泥的施用量,以避免Cd在苜蓿体内富集危害动物和人体健康。     

绿洲土Pb-Zn复合胁迫下重金属形态特征和生物有效性

通过对Pb-Zn复合胁迫下干旱区绿洲土壤中油菜种植进行盆栽试验模拟,探讨了重金属复合污染对油菜生长的影响及其各形态之间的转化规律和生物有效性.结果表明,低浓度Pb、Zn处理下,油菜生长得到促进,茎叶生长优势大于根系.随着外源重金属的投加,土壤中Pb、Zn主要赋存形态较对照均由紧结合态向松结合态转化,重金属生物有效性提升;可交换态Pb、碳酸盐结合态Zn分别是油菜不同部位吸收Pb、Zn的主要贡献形态.油菜在低浓度胁迫水平对Pb、Zn的富集能力和转移能力强于高浓度胁迫水平,且油菜对Pb、Zn的富集、迁移系数均随土壤中对应元素或共存元素生物有效态含量的增大而减小.所有处理中,油菜茎叶中的Pb含量均超出了食品安全限量指标,建议在此类土壤种植叶菜类蔬菜前进行相关指标检测.     

粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤池处理污水试验研究

在不同气水比、水力负荷条件下,应用粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤柱进行生活污水试验,结果表明,粉煤灰加气混凝土颗粒填料表面更易于形成硝化菌生物膜;兼顾处理效率与运行经济的最佳组合的气水比为2,水力负荷为30.72 m3/(m2·d).有机负荷保持在8.04～10.08 kg COD/(m3·d)之间,COD和NH3-N平均去除率分别达到74.2%和92%,出水COD、NH3-N平均浓度分别在60 mg/L和1 mg/L,达到GB18918-2002一级A标准,粉煤灰加气混凝土颗粒可以应用于曝气生物滤池处理污水工艺.     

Cd胁迫下黄土施用污泥对小麦生长及Cd富集迁移的影响

为了能给污泥资源开发利用开辟新的途径,以黄土为供试土壤,小麦（Triticumaestivum L.）为供试作物。采用盆栽试验研究了泥在不同Cd胁迫黄土中对小麦生长的影响及其对小麦各部位Cd的富集迁移规律。试验设计2个污泥处理水平,每个塑料盆中加入8.0 kg供试土壤或污泥含量为4.0%的供试土壤,土壤中以Cd（NO3）2·4H2O溶液形式加入的Cd质量分数分别为0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、25.0、50 mg·kg^-1,对应各处理为TS1-TS7。各胁迫水平均设置3个平行,同时设置对照TS0。结果表明,黄土中低水平的Cd胁迫可促进小麦的生长,且在Cd污染水平5.0 mg·kg^-1时施污泥和未施污泥土壤中小麦生物量均最大,而高水平的Cd胁迫抑制小麦的生长,且Cd胁迫水平越高,抑制作用越强烈;Cd胁迫下施用污泥可促进小麦的生长,尤其是茎叶和籽粒的生长;小麦各部位Cd的含量随土壤Cd处理水平的升高而增加且呈显著正相关（P＜0.05）,各部位最大浓度分别可以达到：45.32、14.41、9.66 mg·kg^-1,且根系＞茎叶＞籽粒,污泥的施用能促进小麦对Cd的吸收;小麦各部位对Cd的富集能力均随着土壤Cd胁迫水平的升高而先增加后减小,污泥的施用在一定程度上提高了小麦对Cd的富集能力,各部位富集系数最大分值分别为1.81、0.93、0.51,但对Cd进入小麦根系后向茎叶和籽粒的迁移影响不显著。     

气速对曝气生物滤池挂膜的影响

以曝气流量2,4,8,16,64 L/h,内部气速为25,50,100,200,800 m/h对填充粉煤灰加气砼颗粒和沸石颗粒曝气生物滤池进行挂膜试验,研究气速对整个运行过程中COD和NH3-N去除率的影响。结果表明:气速能够加快生物膜的附着,但其对生物膜的作用受填料表面结构影响较小。在填料挂膜阶段前期,气速对生物膜附着有显著影响,并受填料表面性质影响,表面结构复杂填料的挂膜期早于表面均细的填料。气速对NH3-N去除率的影响较小。     

污泥施入黄土后重金属Cu、Zn、Cd的淋滤迁移

污泥土地利用是目前国内外污泥处置的主要方式和鼓励方向,在中国西北黄土地区更有前景和意义.污泥富含有机质和营养元素可弥补黄土的贫瘠缺陷,改善黄土肥力、增加植物产量.污泥施入黄土后,灌溉水对污泥重金属的淋滤迁移和污染风险是值得研究的课题之一.研究旨在了解重金属Cu、Zn、Cd在黄土层中的淋滤迁移特征,为黄土地区污泥的土地利用及重金属污染控制提供实验依据.实验选择污泥中含量或毒性大的Cu、Zn、Cd 3种重金属作为研究对象,通过室内模拟土柱对表层堆肥污泥中2种源强的重金属进行1年灌溉用水量的淋滤对比实验,测定淋滤前后土柱中和渗出液的Cu、Zn、Cd总量、有机质及pH值,以期分析重金属在黄土中的淋滤、迁移特征.结果表明,淋滤作用可使堆肥污泥Cu、Zn、Cd发生少量迁移并富集于土柱中、上部,大部分或绝大部分重金属仍滞留于耕作层(0～20 cm);淋滤使堆肥污泥Cd与Cu向下迁移约30 cm,Zn向下迁移约20 cm;渗出液呈弱碱性,其中Cu、Zn、Cd 3种重金属的浓度较入渗水均有增多,但随渗出液从黄土柱中溶出的重金属量极少.实验表明,耕作层重金属源强对Cu、Zn、Cd在土柱剖面中的淋滤、迁移和滞留作用以及溶出量均有不同程度的影响,堆肥污泥土地利用可以明显改善黄土肥力,灌溉对耕作层污泥有机质的淋滤损失量较小.并得出,堆肥污泥在黄土地区的土地利用是可行的.     

城市污泥对Cd在黄土中的形态分布及再分配的影响

以黄土和小麦为供试对象,通过盆栽试验研究了不同胁迫水平Cd在施用污泥黄土中的形态分布特征及其再分配.结果表明,原状土壤中Cd以碳酸盐结合态及残渣态为主要赋存形态.随着外源Cd添加量的增加,土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd分配系数持续增加,而有机态与残渣态分配系数则持续减小,土壤Cd的主要赋存形态转变为可交换态和碳酸盐结合态,Cd的活性不断增强,加大了对作物的潜在危害.土壤中碳酸盐结合态Cd含量随Cd胁迫水平的增加而增加的幅度最大,施用污泥黄土中铁锰氧化态Cd含量随Cd胁迫水平的增加而增加的幅度高于可交换态Cd;黄土与施用污泥黄土中Cd的总再分配系数均随Cd胁迫水平的增加呈递增趋势,而结合强度系数均随Cd胁迫水平的增加呈递减趋势.污泥的施用可增加土壤中残渣态Cd的含量,有助于提高Cd各形态间再分配的稳定性,相对降低了土壤Cd的活性.     

曝气生物滤池两种填料挂膜的对比试验

粉煤灰加气颗粒和沸石颗粒作为曝气生物滤池填料在相同条件下进行挂膜试验,结果得出:粉煤灰加气颗粒的挂膜速度与沸石颗粒大体相同,最终其CODCr去除率(60%)比沸石填料(55%)略高;沸石填料的NH4+-N处理率高于粉煤灰加气颗粒,达70%左右。