3种环保型淋洗剂对重金属污染土壤的淋洗效果

采用振荡淋洗法研究衣康酸(IA)、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)和衣康酸-丙烯酸共聚物(IA-AA)在不同因素影响下对污染土壤Cd、Pb和Zn的淋洗效率。结果表明：3种淋洗剂对土壤Cd、Pb和Zn的去除率随其浓度增加而快速上升,随pH增加呈迅速下降和先升高后降低2种趋势,随淋洗时间总体呈上升趋势;3种淋洗剂在浓度为0.15 mol·L-1且pH为3时,对Cd和Zn去除率最高（39.34%~65.65%）;在相同浓度和pH为5条件下对Pb的去除率最高（22.05%~50.62%）。其中IA-AA对Cd、Pb和Zn的去除率分别可达65.65%、50.62%和44.92%。它们去除的主要重金属组分为酸溶态、可还原态和部分可氧化态,且经IA和IA-AA淋洗的土壤养分损失相对较小。因此,IA-AA是修复Cd、Pb和Zn复合污染土壤有工程应用前景的淋洗剂。     

植物处理污泥对华南红壤淋出液重金属的影响

利用2年的盆栽试验,研究了植物处理对污泥农用后华南红壤淋出液重金属的减少效果.设置了对照、无植物污泥处理、单种污泥处理和套种污泥处理.结果表明,不同处理污泥施用于红壤表层后,每次淋出的土壤淋出液中Cu浓度均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)V类标准,但Zn、Cd和Pb浓度则不是每次均达到V类标准.土壤淋出液中Zn、Cd浓度超出V类标准限值时,单种污泥处理对其影响较小,且单种污泥处理土壤淋出液中Zn、Cd浓度分别为无植物污泥处理的12.6％～77.5％和21.5％～53.5％.3个施污泥处理的土壤淋出液中Pb浓度没有明显差异.与无植物污泥处理相比,套种植物处理可以显著降低污泥对土壤淋出液中Zn、Cd、Cu和Pb总量的影响,分别占无植物污泥处理的51.6％、35.4％、51.7％和59.1％,同时显著降低土壤淋出液体积(降低了20.3％);单种植物处理仅显著降低污泥对土壤淋出液中Zn、Cd和Cu总量的影响,分别占无植物污泥处理的51.0％、39.6％、62.8％.     

延安市污水处理厂提标改造工程设计方案与实施效果

延安市污水处理厂一期工程处理规模为5×10⁴ m³·d⁻¹,原采用以“厌氧池+氧化沟+二沉池”为核心的污水处理工艺。提标改造前,污水处理系统存在设计水质偏低而污泥负荷偏高等问题,导致冬季低温或进水水质波动较大时,出水水质难以稳定达标。对此,通过加高氧化沟池体的方式,将生化池总水力停留时间延长至19.82 h;结合MBR工艺,利用膜组件的高效固液分离能力实现泥水分离,将生化池平均污泥浓度提高至7 050 mg·L⁻¹,并在内沟好氧池中增设搅拌机及碳源投加装置,使冬季低温或进水总氮较高时,生化系统整体以AAOAO的方式运行,从而进一步控制出水总氮含量。提标改造工程实施后,一期生化处理系统反硝化污泥负荷和BOD₅污泥负荷(以每天单位MLSS的TN/BOD₅测定值计)分别降低至0.030和0.033 kg·(kg·d)⁻¹,5 ℃条件下污水处理系统的理论TN和BOD₅去除能力分别提升至44.32和286.19 mg·L⁻¹,达到了污染物去除需求。提标改造后污水处理系统运行良好,出水可稳定达到《陕西省黄河流域污水综合排放标准》(DB 61/224-2018)中的A标准,可为该地区同类型污水处理厂提标改造提供参考。     

污水污泥中重金属污染物的溶出过程研究

污水污泥中污染物尤其是重金属的水体浸出作为重要的二次污染途径备受关注。为了探讨污水污泥中重金属的溶出规律,对上海7个污水处理厂的污水污泥进行了重金属总量分析,并采用水平振荡法对上述污水污泥中重金属进行了溶出动力学研究。结果表明,污水污泥中Cu、Cr和Zn的含量均较高,之后依次是Pb、As、Cd和Hg;污水污泥中重金属溶出动力学过程分为快速反应和慢速反应两个过程,可以用Elovich方程进行模拟;污水污泥中各重金属的溶出负荷差异较大,Cu、Cr和Zn的溶出负荷较大,其他较小,但各重金属相对于污水污泥中重金属总量的溶出百分比差异不大,基本处于10%以下。     

pH对污水污泥中污染物浸出的影响

研究pH对污泥中污染物浸出的影响可以为投海过程中海洋水体酸碱性变化对污泥中污染物浸出的影响及其变化规律提供理论依据。为了得出不同pH值对污泥中污染物浸出的影响,采用CEN/TS 14429：2005浸出实验对上海5个污水处理厂脱水污泥中重金属、溶解性有机碳、溶解性硫化物和主要离子的浸出情况进行了研究,同时分别以超纯水和海水为浸提剂研究在相应pH范围内盐度对上述指标浸出的影响。结果表明,Zn、Cd、Pb和As在酸性和碱性条件下浸出量较高,在中性或接近中性条件下浸出量则最低,且海水中Zn和Cd的浸出量比超纯水中高;Cu在碱性条件下的浸出量明显比酸性条件高;在所研究的pH范围内,5个污泥样品中溶解性有机碳的浸出量均随pH的升高而增高;仅酸挥发性硫含量最高的S5在海水中有较明显的溶解性硫化物浸出;部分污泥样品中的氮在酸性纯水中有较高的浸出量,海水中浸出量较少;而无论海水或纯水中,磷在强酸和强碱条件下均有明显浸出。     

北京城市污水处理厂污泥中重金属污染状况及潜在生态风险分析

2011—2017年对北京城市中心区8家污水处理厂污泥中8种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni)开展了持续监测,分析其重金属污染状况、年际及季节变化特征,并应用内梅罗指数法评估污泥在土地利用过程中重金属的潜在生态风险。结果表明:污泥重金属含量为ZnCuCrPbAsNiHgCd,除Hg外,其他重金属含量均低于全国平均水平;四季重金属总量中位值较接近,夏季稍高;Ni、Cd、Hg各年年均值变异系数最大,分别为43%、36%、23%,其他金属变异系数为5%～13%;56%的Hg检测结果超过了《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T 309—2009)中A级污泥限值,且8家污水处理厂均有超标记录;内梅罗指数显示Hg、Zn、Cd、Cu达到重度污染级别,污泥施用于土壤存在较严重的潜在生态风险。因此,污泥用于土壤环境前,需降低其重金属含量。     

城市污水处理厂的污泥农用对土壤的重金属影响

污泥农用是城市污水处理厂污泥资源化利用的有效途径,但污泥中的重金属元素含量高,可能成为环境中的一种安全隐患。重金属对环境的危害不仅与其总量有关,更大程度上由其形态分布所决定。实验研究了污泥农用所引入的重金属对土壤重金属总量及其形态的影响,研究结果表明,污泥农用虽然明显增加了土壤中的重金属总量,但重金属在土壤中的活性却受到了抑制,从而降低了重金属通过食物链危害人类健康的风险。     

小城镇污水处理厂污泥土壤化植物床的运行

随着我国污水处理率不断提高,污泥产量快速增加,污泥的资源化利用问题日益突出。针对这一问题,采用污泥土壤化植物床技术处理小城镇污水厂污泥。通过一个小试装置和4个中试单元,对植物床处理过程中的污泥泥质以及滤液水质变化进行了分析,研究比较了甜象草床、芦苇床、香蒲床对污泥的处理效果。研究表明,污泥土壤化植物床对投加到其中的污泥会产生一系列复杂作用,有助于污泥脱水和稳定化,同时能有效地对污泥渗滤液进行截流净化。     

环境友好型淋洗剂对重金属污染土壤的修复效果

以广西某废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤为对象,采用土柱淋洗的方法,分别将自制的茶皂素、柠檬酸和EDTA 3种淋洗剂进行复合淋洗,并对复合淋洗的最佳配比、淋洗剂添加方式和淋洗时间进行研究,得到对环境友好且淋洗效果好的复合淋洗剂。最后,对淋洗前后土壤中Cu、Pb和Zn的赋存形态进行研究,探讨淋洗机理。研究结果表明,茶皂素和柠檬酸复合时对重金属Cu、Pb、Zn的去除率分别达到了77.00%、52.09%和58.66%,综合考虑淋洗效率以及经济环保等因素,选择将茶皂素和柠檬酸复合进行淋洗。复合淋洗实验结果表明,柠檬酸和茶皂素体积比为3：1复合方式淋洗30 h,淋洗效果最佳,对重金属Cu、Pb和Zn的去除率分别达到82.77%、65.49%和78.12%。茶皂素和柠檬酸复合淋洗能有效的去除土壤中酸可提取态和有机结合态的重金属,氧化物结合态的Pb和Zn也有较大程度的降低,同时还发现,茶皂素和柠檬酸共同作用对残余态的Pb去除效果也较好,可达到50%以上。从茶籽饼中提取茶皂素与天然有机酸柠檬酸复合淋洗,用于修复污染面积小、污染浓度高且污染比较集中的重金属污染土壤,效果好且对环境友好。     

几种模拟处理方式污泥淋出液重金属与养分特征

为了减少城市污泥重金属对农田的污染,更好地实现污泥农业资源化利用,通过盆栽实验研究不同处理(对照、黑网、附Fe黑网、附Fe黑网+K2SO4及附Fe黑网+玉米)对城市污泥淋出液重金属和养分含量等的影响。结果表明,黑网可降低污泥淋出液的Zn﹑Cd总量,且没有减少污泥淋出液中氮、磷和钾的总量。Fe(OH)3可使淋出液中Zn总量降低,但同时也显著减少了淋出液中的磷总量。K2SO4可降低淋出液中的Cu总量,且促进Fe结合磷的释放。玉米的种植可使污泥的总重降低,同时玉米籽粒和茎叶重金属含量达到饲料标准。综合来看,任何处理每次淋出液的Cu、Zn、Pb、Cd浓度均符合农田灌溉水标准,淋出液氮、磷、钾量占原污泥中氮、磷、钾总量的比例(0.98%～9.88%)远远大于重金属元素(Cu,Zn,Pb,Cd)占原污泥对应重金属总量的比例(0.04%～0.41%),污泥淋出液作为农田灌溉水进行肥水利用将是污泥农业资源化利用的适合途径,同时黑网+玉米处理可能是较理想的污泥综合处理利用方式。     

污水处理厂污泥的再利用集成技术

将武汉市污水处理厂的剩余活性污泥在不同pH、不同时间下水解,测定水解液的蛋白质含量、重金属离子含量、氨基酸的种类及含量;将水解液制备成蛋白质泡沫灭火剂并测定其灭火参数;将所剩残渣干燥并测定热值,按5%的比例与煤混合压制成蜂窝煤,并测定热值。实验表明,所制备灭火剂的各项指标符合国家标准,所制备蜂窝煤减少了黄泥的使用,增强了蜂窝煤的热值,燃烧试验证明是完全可行的,该集成技术可实现污泥减量化、无害化和资源化利用。     

洛阳城市污水处理厂污泥中重金属形态及潜在生态风险评价

分析了洛阳市3个污水处理厂脱水污泥中Cu、Zn、Ni、Cr和Pb的含量,采用BCR法研究了污泥中重金属的形态分布特征,并利用地累积指数法（Igeo）和潜在生态危害指数法（RI）评价污泥在农用过程中重金属的潜在生态风险。结果表明,涧西污泥中Cu、Zn和Ni含量超过了农用泥质A级标准的限值（CJ/T309-2009）,而新区污泥和瀍东污泥显示出良好的农用性质。污泥中Cu和Cr主要以可氧化态存在,Zn主要以酸溶态和可还原态存在,迁移性强,Ni含量分布相对比较均匀,Pb主要以残渣态存在。Igeo表明,污泥中Cu、Zn是潜在的污染元素。RI表明,Cu表现出高潜在生态风险;Zn的总含量虽高,但Zn的生物毒性响应因子低,对污泥的潜在风险贡献较低。     

MCR—O_3—BAC组合工艺在工业园区污水处理厂提标改造中的运用研究

以膜混凝反应器(MCR)—O3—生物活性炭(BAC)组合工艺作为出水提标改造工艺,在浙江某工业园区污水处理厂进行了现场试验,考察了组合工艺对有机物和色度的去除情况,并验证了膜过滤(MCR工艺段)在组合工艺中的作用。结果表明,MCR工艺段对COD和色度均有不同程度的去除,去除效果均与进水SS浓度有关;MCR—O3—BAC组合工艺运行中,COD去除率最高的是在BAC工艺段,稳定运行阶段(70~90d左右,下同)最终出水COD基本不超过50mg/L,色度去除率最高的主要是在O3工艺段,去除率达到37.5%~68.8%,稳定运行阶段最终出水色度小于30倍,均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准;通过定期的清洗维护,MCR系统中膜可以在35L/(m2·h)的通量下稳定运行,维护性清洗周期为20~30d;MCR工艺段的引入可以显著减少O3的消耗量。     

活性污泥对污水中重金属的去除机制

活性污泥对污水中重金属的去除分为表面吸附和胞内吸收。表面吸附指细胞外多聚物、细胞壁上的离子基团对金属离子的吸附,其特点是快速、可逆,和能量代谢无关。胞内吸收通过金属离子和细胞表面的透膜酶、水解酶相结合而实现,速度较慢。pH值、泥龄、污泥浓度、自由配位体浓度和金属浓度等因素都对污泥的去除金属能力产生影响。     

污泥耐受性草本植物的筛选及其对重金属Cu、Zn的富集

为探索植物修复污泥中重金属污染的可行性,配制不同污泥含量的介质土开展盆栽实验,对从河南、云南和上海等地收集的抗逆性强的19种草本植物进行污泥适应性筛选;研究了植物对污泥的生理响应及其对重金属Cu、Zn的吸收和分布.结果表明,上海市浦东新区白龙港污水处理厂污泥农用是可行的,农用时污泥比例应控制在60％以下;筛选出三叶鬼针草、稗子、荆芥和金叶马兰4种污泥耐受性植物;三叶鬼针草具有修复重金属Cu、Zn污染土壤的潜力;稗子具有修复重金属Zn污染土壤的能力;金叶马兰具有修复重金属Cu、Zn污染土壤的能力.     

堆肥污泥施入黄土对植物生长及Cd吸收的影响

以堆肥污泥为研究对象,采用盆栽实验方法研究不同干质量(0%、1%、5%、10%、25%和50%)堆肥污泥施入贫瘠黄土后,对玉米、蚕豆生长情况及对重金属Cd吸收的影响。结果表明,黄土中重金属Cd含量随施用堆肥污泥增加而增加,大部分(70%以上)都积累于混合基质中,玉米和蚕豆中重金属Cd吸收系数约为0.09~0.14;施用堆肥污泥干质量超过25%时,混合基质中重金属Cd超过《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)[1]二级(pH >7.5)标准值(0.6 mg/kg),另外,玉米和蚕豆在堆肥污泥施用比例分别为1%和5%时长势最佳,且植物幼苗期平均增重分别为8%和19%,得出,施入5%左右堆肥污泥有利于玉米、蚕豆生长,堆肥污泥短期有控施于贫瘠黄土是可行的。     

不同固化剂对城市污水处理厂污泥固化效果的研究

研究了硫酸铝、氯化钙、β-奈系减水剂这几种同化剂对固化处理后的城市污水处理厂污泥(简称城市污泥)固化块抗压强度和重金属浸出特性的影响.结果表明,硫酸铝、氯化钙、β-奈系减水剂的最佳掺量分别为30、10、8 g/kg(以城市污泥计),制得的城市污泥同化块养护7 d后的抗压强度可达1.6 MPa,3种同化剂的最佳配合使用能...     

鼠李糖脂对剩余污泥中铜和镍的去除

采用批次淋洗的方法研究了鼠李糖脂浓度、pH、淋洗时间、提取次数以及重金属形态对剩余污泥中Cu和Ni去除效果的影响。结果表明,随着鼠李糖脂浓度的增加,2种重金属的去除率增加,且鼠李糖脂在碱性条件下对Cu和Ni的去除效果较好,最高去除率可分别高达80.77%和46.74%;随着振荡时间和提取次数的增加,Cu和Ni的去除率随之增加,并明显高于去离子水的提取;对污泥重金属形态进行分析发现,鼠李糖脂能有效去除酸提取态的Cu和Ni。研究结论可为剩余污泥的资源化而产生重金属安全隐患问题提供解决的参考方案和奠定理论基础。     

高温堆肥与蚯蚓堆肥对城市污泥重金属形态的影响

采用高温堆肥和蚯蚓堆肥工艺,研究了城市污泥与锯末、粉煤灰或磷矿粉按不同比例混合堆肥前后重金属（Cu、Pb、Zn、Cd和As）交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态的变化。研究表明：高温堆肥和蚯蚓堆肥前后各试验污泥的重金属形态和含量呈现出不同的变化,都可以降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量;对于Cu和Pb,高温堆肥优于蚯蚓堆肥;对于Zn、Cd和As,蚯蚓堆肥优于高温堆肥。2种堆肥方式中,粉煤灰用量为10%的钝化效果优于20%,磷矿粉的钝化效果同粉煤灰一样。