垃圾焚烧飞灰中重金属的浸出规律

测定了垃圾焚烧飞灰中Zn、Pb、Cu、Cr、Ni的浸出率与pH值的关系,并利用MINTEQA2模型进行了浸出规律模拟。结果表明:Pb、Cu、Zn、Cr、Ni的模拟浸出值与实测浸出值基本吻合,模拟浸出值可反映实际浸出情况;pH2时,Zn、Cu、Pb的浸出率较大,8pH12时浸出率接近0;Zn、Pb的浸出率分别在pH7、pH2时达到最大值,最大值分别约为75%及72%,pH值12时随pH值的增加,其浸出率逐渐增强;Cr在pH4时浸出率较大,最大浸出率达43%,4pH12时浸出率接近零,pH12时其浸出率再次增加;Ni的浸出率在pH2时随pH值的增加而降低,2pH13时其浸出率接近零。     

碳酸化对模拟废物水泥窑共处置产品中重金属浸出的影响

通过模拟煅烧试验制取水泥熟料(重金属以一定的比例掺入水泥生料)并制备混凝土样品,研磨至粒径小于1mm,并使部分样品发生碳酸化作用.并分别对未碳酸化样品和碳酸化样品进行pH静态试验,研究了碳酸化作用对混凝土样品酸中和容量以及重金属(Cr,Ni,As,Cd和Pb)浸出行为的影响.结果表明,未碳酸化样品在碱性范围内(pH=7~12)酸中和容量较大,而碳酸化样品则在弱酸性范围内(pH=5~7)酸中和容量较大;碳酸化作用不影响混凝土中Cr、Ni、Cd、Pb的释放曲线的变化趋势,仅改变了浸出量最小值出现的pH值区间,但是碳酸化作用改变了混凝土中As的吸附相,使其释放曲线发生了明显的改变;碳酸化作用降低了混凝土中Cr、Ni、Cd、Pd的浸出量,但在较大pH范围内(pH=3~7和pH>11),增加了As的浸出量,因此,对混凝土中重金属溶出的安全性评价应重点关注As.     

草酸浸出和太阳光催化回收赤泥中的铁和铝

系统研究了草酸浸出赤泥中铁和铝的过程,探究了草酸浓度、反应时间、反应温度和液固比对铁和铝浸出率的影响。在此基础上,利用响应面实验优化浸出过程,同时采用太阳光照射草酸浸出液,将草酸铁还原成草酸亚铁沉淀,实现浸出液的回收再利用。结果表明:回归方程模型显著,草酸浸出赤泥的最佳工艺条件为草酸浓度为0.30 g/mL,液固比为14∶1,反应温度为95℃,反应时间为150 min。在此条件下,铁和铝的浸出率分别为87.76%和74.60%。太阳光照射催化浸出液420 min内,总铁含量从1.152 g/L下降至0.173 g/L,85%以上的草酸铁以草酸亚铁沉淀形式得以回收。再通过调节pH,过滤及蒸发结晶后可回收滤液中的铝和草酸。这为赤泥中铁和铝的回收提供了新的技术路线选择。     

用赤泥制备复合混凝剂的研究

对用赤泥为原料制备水处理用复合混凝剂的条件进行了较详细的研究 ,包括酸浸时酸的浓度、浸出时的液固比、浸出温度及时间 ;活化时的碳酸镁用量、活化pH值、活化温度和时间 ,确定了用赤泥制备复合混凝剂的的最佳工艺条件 ,制取了有较好脱色效果的复合混凝剂     

定pH值下垃圾焚烧飞灰酸中和容量与元素浸出行为的研究

采用定pH值滴定实验研究了不同pH值条件下,垃圾焚烧飞灰的酸中和容量和元素的浸出行为.实验中将浸取液的pH值分别控制在4、5、6、7,持续滴定150 h,在不同时刻测定溶液中主要元素和重金属等多种组分的浓度.研究表明,在每个pH值条件下,在滴定最初阶段,累积的消耗酸量迅速增加,随着溶液中离子浓度的增加,酸的消耗速度逐渐下降,在20 h左右,飞灰的中和反应趋于稳定.随着滴定的pH值由7下降到4,飞灰表现出的中和能力也相应加强.由于形成机理和在飞灰中的存在形式不同,滴定过程中,各种组分表现出不同的浸出行为,K、Na、Ca和Cl的浸出不受中和反应的控制,Si和SO24-的浓度在滴定初期达到最大值,然后下降.Cd和Zn的浸出速度与酸的消耗速度基本相同,Cu、Pb和Cr的浸出慢于酸的消耗.利用定pH值滴定实验能更好地研究飞灰浸出的过程和重金属的潜在浸出性,为在较长的时间尺度上准确预测和评价重金属的浸出行为提供了手段.     

铬渣的细菌解毒实验研究

采用从铬渣堆埋场附近的污泥中分离到的高效还原Cr(Ⅵ)的Ch-1菌进行细菌浸出的摇瓶实验,分别考察了不同液固比,温度,初始pH值情况下浸出液的pH值变化,Cr(Ⅵ)浓度变化及浸出过程铬渣中六价铬的浸出率变化和最终渣浸出毒性.实验结果表明,在细菌的作用下,浸出液Cr(Ⅵ)浓度均能解毒为0ppm,同时,浸出液pH值降低到8～9之间, 细菌浸出渣毒性降低到0.05ppm以下,远低于GB5085.3-1996危险废物浸出毒性鉴别标准1.5ppm.同时,渣中的Cr(Ⅵ)也大部分被有效浸出后还原为Cr(Ⅲ) 沉淀.特别是在液固比10:1,温度28℃,初始pH＝10.0的条件下,铬渣中六价铬浸出率达到了95.43%,同时浸出液pH值＝8.20,Cr(Ⅵ)浓度为0ppm,浸出渣浸出毒性0.007 ppm,均达到国家排放标准,取得了较好的解毒效果.     

醋渣和糠醛渣对赤泥中金属稳定性的影响

赤泥中和是实现堆场植被复垦的必要途径,而醋渣和糠醛渣是赤泥降碱和改良效果较好的2种生物质材料.针对赤泥碱性降低过程中理化性质的改变,根据MEP(多级提取程序)毒性溶出以及BCR形态分级试验,对醋渣和糠醛渣对赤泥中金属行为的影响进行了研究.结果表明:添加20%的醋渣和糠醛渣后,赤泥pH从10.60分别降至9.61和8.96,w(TOC)从8.04 g/kg分别增至35.11和38.62 g/kg,赤泥比表面积从10.18 m2/g分别降至7.36和8.57 m2/g,CEC(阳离子交换量)从106.28 cmol/kg分别增至127.19和161.59 cmol/kg;赤泥中Mo的最低浸出浓度为0.37 mg/L,超过GB/T 14848—1993《地下水质量标准》中Mo的Ⅲ类标准限值(0.1 mg/L);醋渣和糠醛渣可有效抑制赤泥中Al、V、Pb的浸出,但却可促进Cu、Mn、Ni和Mo的浸出,四者的最高浸出浓度分别可达64.45、17.64、12.09 μg/L和29.37 mg/L;醋渣和糠醛渣的添加可导致Al、V和Pb向稳定性较高的残渣态转化,Ni则向稳定性较低的酸可提取态转化.研究显示,糠醛渣比醋渣有更强的中和能力,对赤泥中金属稳定性影响较小.赤泥中金属元素具有潜在的长期浸出性且环境风险较高.      

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.     

拜耳法赤泥中钪的两步盐酸浸出工艺

通过计算赤泥中所含金属氧化物与盐酸反应的吉布斯自由能,论证了两步盐酸酸浸提钪工艺的可行性。为使钪离子有高浸出率,同时与其他金属有较高的分离率,在二次酸浸中采用2.5 mol/L左右的低浓度盐酸开展了正交实验。使用Design-Expert 8.0软件对试验数据进行了分析,讨论了温度、时间、液固比、盐酸浓度对赤泥中各主要金属离子浸出的影响,建立了相应的多项式关联模型。确定的二次酸浸的最佳操作条件组合为:浸出温度为70℃,浸出时间为70 min,液固比为6,盐酸浓度为2.5 mol/L,在此条件下钪浸出率超过80%,铁、锆、钛等主要杂质离子浸出率维持在较低水平。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌处理线路板行业污泥的无害化

研究了一株用于浸出线路板中Cu的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans简称:A.f菌)在高固液比下无害化处理线路板污泥的影响.实验以A.f菌为原始菌种,通过周期性的驯化培养,在不同的浸出条件下探究了生物浸出时间、培养基pH值、菌种驯化周期、固液比和硫酸亚铁浓度等因素对A.f菌浸出线路板行业污泥中有价金属的影响.结果表明:当固液比高于1:20时,溶液中高浓度的重金属对微生物浸出有抑制作用,但通过连续的驯化培养可以提高菌种的耐受性,在FeSO4·7H2O投加量为60g/L、9k培养基初始pH为0.5、浸出时间为6d、固液比为1:10的条件下, Cu、Ni和Zn的浸出率可达:78%、53%和74%.     

赤泥重金属和放射性元素的毒性浸出和生物可给性

以烧结法和拜耳法生产工艺中产生的赤泥为研究材料,对其重金属和放射性元素含量进行分析,并对两种赤泥中重金属和放射性元素浸出效果进行对比研究.结果表明:两种赤泥显现出不同的理化性质.赤泥中不同重金属的含量差别较大,其中烧结法和拜耳法赤泥中As、Pb、Cr的总含量分别为256.73、120.14、828.02 mg/kg和182.82、165.83、1 043.96 mg/kg,超过我国GB 15618—1995《土壤环境质量标准》.两种赤泥中Zn、As、Pb、Mn、Ni和Th等主要以残渣态的形式存在,可交换态较少,其TCLP浸出量与其存在于交换态金属含量相近.在PBET试验中,胃部消化阶段进行到1 h时,重金属(Cu、Zn除外)及放射性元素的浸出量达到最大,小肠阶段的浸出量明显降低,在胃部消化阶段1 h时拜耳法和烧结法赤泥Pb的浸出率分别达到95.28%和97.80%,表明赤泥中的重金属及放射性元素对人体存在着较大的潜在风险.      

拜耳赤泥制备聚硅酸硫酸铝铁及絮凝效果评价

以拜耳法赤泥为原料,采用硫酸浸取的方法浸出铝和铁,通过加入硅酸钠溶液制备出高效絮凝剂聚合硅酸硫酸铝铁(PSAFS)。研究考察了制备聚合硅酸硫酸铝铁的酸浸工艺参数,并评价了其絮凝效果。结果表明,硫酸浓度35%,液固比5.5 mL/g,酸浸温度90℃,酸浸时间2.0 h为最佳酸浸条件,由此制备的PSAFS对综合污水浊度、COD、总磷和总磷酸盐的去除率分别达到61.7%、61.8%、81.7%和81.1%。对比试验表明,该絮凝剂与市售PAC、PFC相比具有相当或更优的污染物去除效果,且形成的絮体具有粗大、致密的特点。该工艺为拜耳法赤泥的综合利用开辟了一条新途径。     

酸浸赤泥制备含碳聚硅酸铝铁絮凝剂及其污泥脱水性能研究

以改性淀粉、拜尔法赤泥为原料,制备了含碳聚硅酸铝铁絮凝剂(R-CSiAFS),研究其对污泥的脱水性能,并采用红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对R-CSiAFS复合絮凝剂进行表征.结果表明,赤泥经硫酸前处理后,总铁(TFe)和Al~(3+)的浸出率分别为81.44%和96.83%.在(Al+Fe)/淀粉质量比为0.55/1,最佳pH=3.0,SiO_2质量分数为0.375%的条件下制得最优R-CSiAFS.利用此絮凝剂进行污泥脱水实验,当投加量为330 mg·L~(-1),污泥体系pH为7.0时,污泥比阻SRF降低了92.3%,沉降比SV30从90.0%降低到79.9%.     

黄腐酸用于磷石膏脱碱赤泥土壤化的可行性研究

黄腐酸呈酸性,含有丰富的营养成分,是一种植物调节剂且能促进植物生长。为研究黄腐酸用于磷石膏脱碱赤泥土壤化的可行性,通过磷石膏脱碱赤泥试验与磷石膏-黄腐酸联合脱碱赤泥试验,对脱碱液和脱碱渣进行理化性质测定,并进行盆栽试验分析验证其可行性。结果表明:1)磷石膏脱碱可使赤泥的pH值由初始的11.08降低到9.00左右,而使用磷石膏-黄腐酸联合脱碱,可使赤泥的pH值降至8.50左右;2)分析结果表明,黄腐酸的加入促进了赤泥大粒径团聚体的形成,增加了大粒径团聚体的含量,增强了团聚体的稳定性;3)脱碱渣及脱碱液的元素分析结果表明,黄腐酸的加入使得赤泥中残留的重金属离子和Na+含量增加;4)盆栽试验结果表明,较高的重金属离子和Na+浓度将黑麦草种子的萌芽时间推迟了4 d,发芽率降低了8%。将赤泥进行脱碱以及去除重金属离子,使磷石膏脱碱赤泥中相应离子含量更少,而黄腐酸的加入有利于磷石膏脱碱赤泥的土壤化。     

巯基改性生物炭对镉污染土壤的稳定化效果

为寻求针对东北地区镉(Cd)污染土壤的高效稳定化材料,以玉米秸秆生物炭为原始材料,以三巯丙基三甲氧基硅烷(MPS)作为改性剂制备稳定化材料巯基生物炭,分析施加不同用量(1%、3%和5%)的巯基生物炭、生物炭、石灰对土壤理化性质(pH值、CEC值、SOC值)、Cd浸出含量及Cd化学形态的影响。结果表明:各用量巯基生物炭均可使土壤pH值下降、CEC值上升、SOC值上升,TCLP法Cd浸出含量分别为76.99,72.52,67.53 mg/kg,相同用量条件下效果均优于石灰。其中,本实验最大添加量5%巯基生物炭Cd稳定化效果最为显著,较施加5%石灰的处理Cd浸出含量低11.1%。BCR连续提取法分析结果表明,5%巯基生物炭施加量使弱酸可溶态Cd、可还原态Cd分别降低了35.8%、17.63%,较5%石灰处理分别高8.18%和5.7%,效果显著。研究表明巯基生物炭较石灰针对东北地区Cd污染土壤具有更好的稳定化效果。     

铅锌尾矿中重金属在模拟酸雨淋溶下的浸出规律

重金属尾矿污染是世界性难题,污染水体、大气和土壤,对周边的生态环境和人体健康造成严重危害。在我国酸雨范围大且酸雨问题比较严重的背景下,探讨酸雨淋溶下尾矿中重金属的浸出规律将有利于加强我国重金属尾矿的污染控制和管理。采用湖南桃林铅锌尾矿库中的尾矿模拟酸雨条件进行淋溶实验,研究发现重金属Pb、Zn、Cu、Mn含量分别为1252.5,849.4,363.1,280.0mg/kg。其中,Pb、Zn主要以残渣态存在,分别占69.7%和53.8%;Cu主要以有机结合态存在,占67.0%;Mn主要以铁锰氧化态、有机结合态和残渣态存在,共占90.0%。在静态淋溶实验中,固液比越大、模拟酸雨pH值越小,重金属的浸出浓度越大。在动态淋溶实验中,Zn、Mn浸出浓度随时间呈现减小趋势,而Pb和Cu浸出浓度随时间先增大,后减小。     

一种修复Pb-Cd污染污泥的复合淋洗剂的研究

以某自来水厂污泥为背景泥样,人工添加重金属后泥样为研究对象,考察了葡萄糖酸、氯化钠、六偏磷酸钠复配溶液对污泥中重金属的洗脱效果.研究发现,复配淋洗剂对污泥中Pb和Cd有较好的萃取效果.形态分析表明,葡萄糖酸对污泥中的水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态及部分弱有机结合态形式的重金属Pb、Cd有较好的萃取效果;六偏磷酸钠主要...