以城市污水为水源和肥源对荒漠化土壤的修复效果

为了同步实现城市污水净化和荒漠化土壤修复,以荒漠化土壤(沙土)作为人工湿地基质(基质深度分别为0.1和0.6 m),分析不同运行条件(植物种类、水力负荷、基质深度、季节变化等)下湿地对净化城市污水、修复荒漠化土壤的效果. 结果表明:经过2 a的修复,城市污水中污染物作为荒漠化修复的肥源可以快速富集到荒漠化土壤中. 与原沙相比,沙土中w(有机质)、w(TN)、w(碱解氮)、w(TP)、w(速效磷)及电导率均极显著增加(P<0.01),而pH并无显著变化(P>0.05). 沙土容重极显著降低(P<0.01),孔隙率极显著增大(P<0.01). 当城市污水作为荒漠化土壤修复水源时,即使水力负荷低至0.0075 m3/(m2·d),植物仍能正常生长. 基质深度为0.1 m的潜流湿地在不同水力负荷时对污水中COD_Cr、TN、TP的最低平均去除率分别为59.46%、77.45%、62.36%;基质深度为0.6 m的潜流湿地对污水中三者的平均去除率分别为59.24%、32.02%、57.89%;基质深度为0.6 m的表面流湿地对污水中三者的平均去除率则分别为80.40%、14.00%、29.31%. 研究显示,以城市污水为水源和肥源对荒漠化土壤修复2 a后,沙土中养分含量均显著增加,沙土结构也得到明显改善,各湿地在夏秋季对污水中COD_Cr、TN、TP均有较好的去除效果.      

初始pH值对正渗透浓缩城市污水和回收磷的影响

为实现从城市污水中回收磷和水资源并同时减少后续处理反应器容积的目的,采用正渗透膜对城市污水进行浓缩,并探究城市污水的初始pH值对浓缩效果和磷回收的影响.首先采用合成城市污水进行正渗透浓缩试验,当提高原料液（FS）的初始pH值至9.5时,FS体积浓缩接近初始体积的1/10后,膜上及垫网上吸附磷含量约为其初始总量的44%,有利于磷的回收.当采用实际城市污水作为FS时,在初始pH值为9.5条件下进行浓缩后,污染膜面存在松散团聚的圆球颗粒,使得该条件下膜面污染物更易被洗脱,膜清洗后水通量高于不调节pH值条件下的水通量.膜原位超声清洗后,浓缩污水变为悬浊液,经静置沉降后收集沉淀物,其主要成分为CaCO₃、鸟粪石和磷酸镁类物质.当初始pH值为9.5时浓缩所得沉淀物中的CaCO₃和鸟粪石含量更高.调节城市污水初始pH值至9.5左右,对其进行三轮42h的连续运行浓缩后,污水的体积浓缩倍数约为8倍,磷回收率可达到63.9%.浓缩结束后,对膜先后进行原位超声清洗和碱洗加酸洗的化学清洗,清洗后膜通量约为初始通量的78%.浓缩后污水的pH值在8.5~9.1之间,且COD/TN值明显提高（从3.6至11.5）,有利于后续的生物脱氮除磷.     

蒙脱石颗粒吸附剂的制备及除锌研究

以蒙脱石为原料,粉煤灰为激发剂,添加一定量的黏结剂混合造粒制成复合颗粒吸附剂,用于处理含Zn2+废水,实验研究了蒙脱石/粉煤灰混合比例、焙烧温度、添加剂用量等因素对复合颗粒强度和吸附性能的影响。研究结果表明,制备复合颗粒较佳的工艺条件为:蒙脱石与粉煤灰的混合比为6∶4,焙烧温度105℃,硅酸钠的添加比例为15%(蒙脱石/粉煤灰混合物质量)。制成的颗粒吸附剂不仅吸附效果好,而且其散失率较低。     

累托石-粉煤灰颗粒吸附剂的制备及除钢性能

研究了累托石-粉煤灰颗粒吸附剂制备工艺条件及其去除铜冶炼废水中Cu(Ⅱ)的条件.实验结果表明:累托石与粉煤灰的比例为7:3,另加入15%的添加剂(St)和50%的水,焙烧温度为500℃时,制成的颗粒吸附剂不仅吸附效果最佳,而且其散失率较低.在不调节铜冶炼工业废水pH值的条件下,颗粒吸附剂用量为0.01g/mL,作用时间为60min,温度为25℃(常温)时,Cu(Ⅱ)的去除率达99.5%,处理后的水符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准.     

累托石-粉煤灰颗粒吸附剂的制备及除铜性能

研究了累托石-粉煤灰颗粒吸附剂制备工艺条件及其去除铜冶炼废水中Cu(Ⅱ)的条件。实验结果表明:累托石与粉煤灰的比例为7∶3,另加入15%的添加剂(St)和50%的水,焙烧温度为500℃时,制成的颗粒吸附剂不仅吸附效果最佳,而且其散失率较低。在不调节铜冶炼工业废水pH值的条件下,颗粒吸附剂用量为0·01g/mL,作用时间为60min,温度为25℃(常温)时,Cu(Ⅱ)的去除率达99·5%,处理后的水符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准。     

钢渣对污水中磷酸盐的去除

钢渣的高水溶性和钢渣颗粒表面的吸附作用使其对污水中的磷酸盐具有明显去除效果。在60min内效果最佳。钢渣投加量则应根据污水磷浓度,排放标准确定。对城市污水厂初沉和二沉池出水除磷率分别达到82.4%和90.3%。出水磷浓度可满足污水综合排放标准的要求。     

CaO2@FA复合材料富集磷效能及其回收物对土壤改良作用

为实现污水中磷和工业废弃物粉煤灰的资源化利用,通过表面沉淀法将纳米CaO₂负载于粉煤灰（FA）表面以及孔隙中,制备出一种高效除磷的复合材料（CaO₂@FA）.结果表明,粉煤灰表面负载CaO₂后,其具有更大的比表面积和孔隙率,比表面积增加至4.641 m² ·g^-1,总孔容增大至0.025 cm³ ·g^-1;CaO₂@FA对磷的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量为185.776 mg ·g^-1（20℃）,吸附机制为化学沉淀,主要是形成羟基磷酸钙.CaO₂@FA复合材料对磷的富集效率显著高于粉煤灰,并随着投加量增加,对磷的富集效率增加.共存离子中HCO^3-和CO₃^2-对复合材料吸附磷有一定的负面作用.当CaO₂@FA复合材料投加量为2.0 g ·L^-1时,对生活污水中磷的富集率可达93%,回收沉淀物中的有效磷含量达到1.658 mg ·g^-1.土壤改良实验表明,加入回收的沉淀物可使土壤中有效磷含量增加102.9%,该复合材料回收100 mg磷酸盐的运行成本则低至0.76元.     

粉煤灰污泥混料改良对重金属在植物体内的迁移及其生物有效性的影响研究

本文通过盆栽试验研究以粉煤灰和污泥混合物为主要添加剂改良石灰岩质退化土壤后对玉米生长发育的影响,并根据重金属富集系数探讨重金属在玉米体内的迁移状况及其生物有效性。试验结果表明：石灰岩质土壤中添加粉煤灰污泥混合物后能显著促进玉米的生长,其养分具有缓慢释放的效果。重金属分析结果显示,不同配比条件下的生长介质中,重金属含量符...     

用城市污水土地处理场生长的牧草饲养家兔的研究

城市污水土地处理是在人工可控的条件下,将污水投配到土地上,通过土壤—植物系统自然地完成一系列物理、化学和生物净化过程的一种污水处理方法,是一种低耗能,低投资处理技术。不仅能有效的净化污水,同时还可利用污水中的水肥资源促进农作物、牧草的增产,以达到城市污水资源化。在城市污水土地处理系统中,土壤——牧草系统已被广泛采纳,因此,有关在该系统场地上放牧或用该场地收获的牧草去饲喂牲畜,对食草动物影响情况如何是人们普遍关注的问题,而在这方面的报导甚少。本研究项目做了利用该系统场地上的牧草喂养家兔的试验。     

以缓释肥的形式回收污泥溶解液中磷的研究

以聚合硫酸铁(PFS)为絮凝剂,单宁酸为助凝剂回收污泥溶解液中的磷。研究结果表明:在铁盐投加量为160mg/L,pH为8,单宁酸投加量为10 mg/L条件下,磷酸盐的回收率可达到97.0%。单宁酸促进了混凝沉淀物中磷的释放,表明利用该方法回收磷作为缓释肥的可行性。将沉淀物作为缓释磷肥施用于土壤中能够明显促进黑麦草的生长。     

Leaching of phosphorus from incinerated sewage sludge ash by means of acid extraction followed by adsorption on orange waste gel

Ashes from sewage sludge incineration have a high phosphorus content, approximately 8% (W/W), which indicates a potential resource of the limiting nutrient. Incineration of sewage sludge with subsequent recovery of phosphorus is a relatively new sludge treatment technique. In this article, the leaching of phosphorus by using sulfuric acid as well as hydrochloric acid by means of several batch experiments was presented. At the same time a selective recovery of phosphorus by adsorption was also discussed. The e ects of acid concentration, temperature and time on extraction were studied. The phosphorus leaching increased with the increase in acid concentration and temperature. Kinetic studies showed that the complete leaching of phosphorus took place in less than 4 h. Selective adsorption of phosphorus by using orange waste gel provided a hint for recovery of this natural resource, which eventually could meet the ever-increasing requirement for phosphorus. The overall results indicated that the incinerated sewage sludge ash can be treated with acid to e ciently recover phosphorus and thus can be considered a potentially renewable source of phosphorus.     

Evaluation of PCDD/Fs and metals emission from a circulating fluidized bed incinerator co-combusting sewage sludge with coal

The emission characteristics of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) and heavy metals were evaluated during co-combustion of sewage sludge with coal from a circulating fluidized bed incinerator. The stack gas, slag and fly ash samples were sampled and analyzed. The gas-cleaning system consisted of electrostatic precipitators and a semi-dry scrubber. Results showed that the stack gas and fly ash exhibited mean dioxin levels of 9.4 pg I-TEQ/Nm 3 and 11.65 pg I-TEQ/g, respectively, and showed great similarities in congener profiles. By contrast, the slag presented a mean dioxin level of 0.15 pg I-TEQ/g and a remarkable difference in congener profiles compared with those of the stack gas and fly ash. Co-combusting sewage sludge with coal was able to reduce PCDD/Fs emissions significantly in comparison with sewage sludge mono-combustion. The leaching levels of Hg, Pb, Cd, Ni, Cr, Cu, and As in the fly ash and slag were much lower than the limits of the environmental protection standard in China. These suggest that the co-combustion of sewage sludge and coal is an advisable treatment method from an environmental perspective.     

基于酸浸焚烧污泥灰中的磷释放及蓝铁矿生成

酸浸焚烧污泥灰(ISSA)是一种湿化学法提取磷(P)的工艺,因其操作简单、损耗低而被广泛应用.以烘干污泥为对照,通过考察不同温度(600～900℃)下ISSA中的磷形态和矿物相转变,研究了H₂SO₄和HCl作为提取液的酸浓度、酸浸时间和液固比对ISSA样品释磷性能以及对Ca、Al、Mg、Fe等关键金属元素浸出行为的影响,最终通过酸浸、阳离子交换树脂(CER)纯化和沉淀三步反应得到磷回收产物.结果表明:ISSA样品磷的形态以非磷灰石态无机磷(NAIP)为主,且部分NAIP会随着焚烧温度的升高转变为磷灰石态无机磷(AP);同时,污泥样品经两种提取液酸浸后,金属元素Ca、Al、Mg释出量最多,其中Ca、Mg元素的浸出量随焚烧温度的升高变化不大,而Al的浸出量随焚烧温度的升高急剧降低;相比其他焚烧温度,800℃条件下ISSA释磷性能更好,且H₂SO₄酸浸释磷性能优于HCl酸浸,当H₂SO₄浓度为0.10mol/L、液固比为150mL/g、酸浸时间为150min时释...     

城市污泥和粉煤灰配施影响砂化土壤微生物区系的实验研究

目前,对利用城市污泥和粉煤灰改良土壤的研究大多集中在二者对土壤理化特性、作物产量以及重金属累积的影响等方面,而对土壤微生物区系进行研究的相对较少。为了了解城市污泥和粉煤灰改良砂化土壤对土壤微生物区系的影响,文章对包头试验田改良前后土壤微生物区系进行了比较,研究发现,刚刚改良后,土壤中微生物数量较对照组明显增加;在改良后的最初2个月内,细菌和放线菌的数量有所减少,真菌数量少量增加;改良后2～5个月内,改良后土壤中微生物数量较对照组增加幅度显著,细菌、放线菌和真菌数量分别增加79.53%～589.76%,46.53%～270%,61.92%～143.59%,且微生物数量增加的幅度随着时间的延长,呈上升的趋势。     

酸雨对旱地红壤磷素释放的影响研究

为了探明酸雨对红壤磷素释放的诱导效应 ,采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法 ,研究了酸雨作用下旱地红壤磷素释放的特征与规律 .结果表明 ,从长期的淋溶效果来看 ,酸雨可促进红壤磷的释放 ,且酸雨pH值越低 ,磷累积释放量越大 ;磷释放的动态变化在不同土壤之间存在一定的差异 .红壤磷素的释放强度主要取决于土壤有效磷含量 ,而与阳离子交换量关系不大 .磷释放量与钙释放量相关性很弱 ,与铝释放量呈较强的正相关性 ,与铁释放量呈显著的正相关性 .酸雨对红壤磷释放的促进作用主要是由于酸雨对铁铝化合物尤其是铁化合物的溶蚀作用所至 .     

污泥-焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理

污泥与垃圾焚烧底灰混合固化是一种以废治废的处置方式.针对水泥固化污泥早期强度高、石膏固化污泥后期效果好的特点,分别采用水泥、石膏、水泥+石膏为固化剂,和不同掺量的垃圾焚烧底灰,开展脱水污泥固化试验研究.对固化污泥的无侧限抗压强度、含水量、增容比、浸出毒性及COD、p H值进行了测试,并用扫描电镜分析了固化污泥微观结构的变化.测试与分析结果表明:脱水污泥的较优固化材料配方为100%垃圾焚烧底灰、25%水泥和25%石膏,固化污泥的强度和含水量满足填埋要求,且增容比小,浸出毒性大幅降低.固化污泥的早期强度主要来源于垃圾焚烧底灰的骨架作用和吸水作用,后期强度增长主要依靠固化剂的胶凝作用和垃圾焚烧底灰的火山灰作用;其中钙矾石的生成是固化污泥强度增长的重要因素之一.     

市政污泥堆肥对矿山废弃地生态恢复影响的研究进展

市政污泥作为城市污水处理过程中的副产物,含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养物质,经堆肥处理后可用作矿山废弃地生态恢复的土壤改良基质.已有实验室模拟和场地规模研究结果表明,污泥堆肥的施用可同步实现矿山废弃地土壤基本理化性质改善、土壤微生物数量和代谢活性提高、植被的快速生长和生态功能的快速重建.污泥堆肥所含的氮、磷、有机质和重金属,在降雨渗流、微生物和植物根系的共同作用下淋溶进入水体或被植物富集,已有淋滤柱试验和短期植物种植研究结果表明,矿山有短期的二次污染风险,但风险可控.国外污泥/污泥堆肥用于矿山生态修复的案例证明,市政污泥经稳定化处理可促进矿山生态恢复,形成有效碳汇,而长期生态影响未来需要开展不同地域的场地跟踪监测并进行系统定量评估,从而进一步探讨该技术路线的可行性和安全性,同步实现市政污泥处理处置和矿山废弃地生态修复的双重目标,这也将成为未来评估市政污泥堆肥用于矿山生态恢复可行性的重要研究方向.      

粉煤灰钝化污泥人工土壤理化性质研究

通过添加不同比例的粉煤灰对城市污泥进行钝化,对钝化污泥的pH值、养分含量及重金属含量变化以及各配比人工土壤的持水性能进行了研究,评价其用于无土排岩场生态修复的可行性.结果表明,当粉煤灰与污泥以Ⅲ(1:1)和Ⅱ(2:1)配比时,人工土壤持水性能高于对照(草甸棕壤),以Ⅳ(1:2)配比时,持水性接近于对照;粉煤灰钝化污泥中养分含量极其丰富,处于高肥力水平,随着粉煤灰添加量的增加,人工土壤的养分含量呈现降低趋势;粉煤灰钝化污泥人工土壤中除了Ⅲ(1:1)中Ni含量较高,为187.67 mg·kg-1外,各处理中重金属Cd、Pb、Cu、Zn、Cr含量都显著低于国家农用标准(GB 4284-84、GB 8173-87).     

Phosphorus recovery from municipal and fertilizer wastewater: China's potential and perspective

Phosphorus (P) is a limited resource, which can neither be synthesized nor substituted in its essential functions as nutrient. Currently explored and economically feasible global reserves may be depleted within generations. China is the largest phosphate fertilizer producing and consuming country in the world. China''s municipal wastewater contains up to 293,163 Mg year of phosphorus, which equals approximately 5.5% of the chemical fertilizer phosphorus consumed in China. Phosphorus in wastewater can be seen not only as a source of pollution to be reduced, but also as a limited resource to be recovered. Based upon existing phosphorus-recovery technologies and the current wastewater infrastructure in China, three options for phosphorus recovery from sewage sludge, sludge ash and the fertilizer industry were analyzed according to the specific conditions in China.     

城市污泥用于铅锌矿区重金属污染修复的试验研究

选取黔西北矿渣为研究对象,研究了城市污泥改良矿区重金属污染的可行性和存在的问题,同时在借鉴前人利用污泥的经验基础之上,通过盆栽试验,探讨了纯污泥和不同配比的粉煤灰钝化污泥对铅锌冶炼废渣中重金属有效性的影响,以及不同处理的栽培基质对玉米的生长发育、营养状况和植株中重金属累积的影响,并分析了粉煤灰钝化污泥在矿山土地复垦中的应用前景,以为粉煤灰和污泥的土地利用提供一定的依据,达到既能充分利用这些固体废弃物资源又不污染环境的目的。