含重金属污泥制砖毒性的浸出

污泥中的重金属是影响污泥处置利用的重要因素,污泥制砖可以有效固结重金属。采用污水厂污泥与页岩按一定配比混合制备烧结砖,通过毒性浸出实验,研究烧结砖对重金属的固化程度以及重金属浸出稳定性,从而评定烧结制砖的安全性。结果表明,在浸出液为中性和酸性条件下,Cu、Cr、As和Pb的浸出浓度基本保持稳定,浸出时间的影响不大,而Zn的初始浸出浓度相对较大,最终逐渐降低;碱性条件下,Cr、Cu和Pb的浸出浓度随时间变化不大,而Zn和As的浸出浓度则在浸提时间内无明显变化规律;但不同p H浸出液下的重金属浸出浓度均远低于国家限值,污泥制砖重金属固化效果好,安全可靠。     

垃圾焚烧飞灰对陶瓷砖烧成影响的研究

利用DTA-TGA分析及烧成实验2种方法确定不同配比物料制陶瓷砖的最佳烧成温度及烧成范围,并对结果进行了比较;测定了不同配比物料在各自最佳烧成温度下烧成所得制品的性能及浸出毒性。结果表明:DTA-TGA分析所得烧成温度略高于实际烧成温度;飞灰掺加量的增加有利于降低陶瓷砖的烧成温度,当掺加量为10%、20%和30%时,制品最佳烧成温度分别为1 132、1 031和985℃;各配比物料在各自最佳烧成温度下烧成的制品均达MU20强度等级,满足抗风化的要求,制品浸出毒性远低于危险废物浸出毒性鉴别标准。     

利用城市污泥烧制页岩陶粒

利用城市污泥为部分原料烧制页岩陶粒,研究了污泥不同掺量、不同烧成温度以及焙烧时间对页岩陶粒性能的影响。研究表明,与纯页岩陶粒相比,在页岩粉中掺入一定量的干污泥烧制出的页岩陶粒烧成温度可以降低100℃以上,且性能优异,陶粒的重金属浸出值检测结果低于国家标准,符合环保要求。     

铜渣基磷酸铁化学键合材料固化重金属Pb

铜渣堆积会造成资源浪费和环境污染等问题,利用铜渣与磷酸盐反应制备铜渣基磷酸铁化学键合材料(CBIPCs),并用其固化重金属Pb。研究铜渣与磷酸二氢铵(m(CS)/m(P))配比、缓凝剂以及硝酸铅掺量对CBIPCs固化重金属Pb的影响。结果表明:随着硝酸铅掺量的增加,固化体抗压强度降低,Pb毒性浸出浓度略增大;在m(CS)/m(P)=3:1和硼砂掺量为2%的条件下,当硝酸铅掺量为12%,固化体自然养护28 d的抗压强度仍达到24.5 MPa,Pb毒性浸出浓度为0.086 mg·L~(-1),远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)要求的最高限值5.0 mg·L~(-1)。XRD和SEM/EDS分析表明,固化体中生成了PbHPO_4、Pb_3(PO_4)_2、Pb_5(PO_4)OH等铅类磷酸盐产物,并被胶凝相物质紧密包裹。铜渣与磷酸盐反应制备的铜渣基磷酸铁化学键合材料(CBIPCs),可通过化学键合和物理固封双重作用实现对重金属Pb的稳定固化。     

城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化技术研究

用硫铝酸盐水泥对城市垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)进行固化实验,研究了飞灰重金属浸出特性,分析了飞灰掺量、浸提剂p H值对重金属浸出特性以及飞灰掺量对不同龄期(3、7、28 d)飞灰固化体抗压强度的影响,并对飞灰及其固化体进行XRD分析。结果表明,在HJ/T 299-2007和HJ/T 300-2007两种不同浸出体系下,飞灰中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr和Mn等重金属浸出浓度差别较大,建议应根据评价目标合理选择重金属浸出测量方法。其中,飞灰中Pb的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值的3.35倍,因此被列为危险废物,应妥善处理。除飞灰掺量小于40%时的固化体Cd符合标准,其余飞灰固化体Pb和Cd的浸出浓度仍超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)限值,故达不到卫生填埋的要求。固化体抗压强度随飞灰掺量增大而降低,重金属浸出浓度与之相反。飞灰掺量为40%时,固化体中重金属浸出浓度随浸提剂p H值降低而增大,但p H值大于5时,未测出重金属浸出。XRD结果表明:飞灰中可溶性盐参与水泥水化反应,重金属Cr以CrO_2-4的形式固化于钙矾石中。     

利用给水厂污泥制备透水砖的实验研究

以给水厂污泥、粉煤灰和普通砂为主要原料,添加一定量的粘结剂制备透水砖。探讨了污泥掺加量、烧结温度和成型压力对透水砖基本性能的影响,结果表明,当污泥掺量为30%～40%,添加30%～35%,粒径为1.0～1.4 mm普通砂颗粒时,在30 MP压力下成型、1 150℃下烧结制备出的成品抗压强度达36.53 MP,透水系数为1.08×10-2cm/s,满足JC/T945-2005《透水砖》相关要求。     

地质聚合物固化稳定化重金属复合污染土壤

以污染土壤部分替代偏高岭土,在碱激发剂的作用下制备地质聚合物稳定化处理Pb、As、Cd复合污染土壤,研究了其稳定化效果及处理后固化体中重金属的赋存形态。结果表明:污染土壤部分替代高岭土降低了固化体抗压强度,从力学性能上看,土壤掺量低于50%时,能满足建筑材料的强度要求(10 MPa),掺量为60%仅能满足固废填埋要求(5 MPa),土壤掺量≥70%均不能满足要求。随着土壤掺量增加,对土壤中重金属的稳定化效果也逐渐降低,当土壤Pb、As和Cd浓度分别为600、80和22 mg·L~(-1)(HJ 350-2007B)时,土壤掺量在20%~50%,固化体中3种元素浸出浓度均低于浸出标准;当土壤掺量达到60%时,Pb的浸出浓度不能满足标准要求,当土壤掺量增加至70%,固化体中Pb、Cd浸出浓度均超标。固定土壤掺量为30%,随着污染土壤中重金属含量的增加,浸出浓度也增加:土壤中3种重金属浓度为HJ 350-2007B时经过30 d的稳定化处理,浸出浓度满足标准要求;而当浓度达到HJ 350-2007B的2倍时,Pb浸出浓度超标;达到HJ 350-2007B的3倍时,3种Pb、As和Cd均超出浸出标准。固化体中Pb、As、Cd的形态研究表明,外源重金属进入土壤后多以活性较高的形态存在,经过固化稳定后活性态占比降低、残渣态占比增加。     

城市生活垃圾焚烧飞灰的熔融分离处理

焚烧法处理城市生活垃圾已在世界先进发达国家广泛采用。垃圾焚烧飞灰含有大量的重金属,必须进行合理安全处置。在分析城市生活垃圾焚烧飞灰的物理化学性质基础上,研究了垃圾焚烧飞灰固化成型、熔融分离的无害化处理新工艺。实验结果表明：飞灰固化成球的适宜粘结剂为5%～7%消石灰,养护时间为10～12 d,固化球强度达0.24 kg/cm²以上,可以满足运输和熔化分离要求;固化后的飞灰在1 300℃左右熔融分离后,重金属的分离效果好,达到97%以上,可达到无害化处理标准;对1 300℃和1 400℃熔融分离后熔渣的重金属浸出毒性测试显示,重金属浸出毒性问题可以完全解除。研究结果表明,采用飞灰固化-熔融分离工艺处理城市生活垃圾焚烧飞灰是可行的。     

电镀污泥基胶凝材料的制备及性质分析

将电镀污泥作为混合材料掺到水泥中,取代部分水泥熟料制备电镀污泥基胶凝材料。测定了胶凝材料试样的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、强度等物理性能指标,同时分析胶凝材料试样的微观水化性能与累积孔体积,测定了胶凝材料的重金属浸出浓度。结果表明,在电镀污泥掺量为0.5%(质量分数,下同)时,制备的胶凝材料试样强度达到《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007)规定的52.5R级水泥强度标准;在掺量为1.5%、2.5%时,制备的胶凝材料试样强度达到GB 175—2007规定的42.5R级水泥强度标准,且重金属浸出浓度满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)要求。微观测试表明,电镀污泥的掺入使得水化放热总量降低。     

河道底泥重金属浸出毒性分析及其固化/稳定化效果

城市内河由于长期承纳污染物导致其底泥受到污染,特别是其中重金属污染严重。选取某城市纳污河淤泥为试验对象,发现底泥Cr、Cu、Ni和Zn含量和浸出浓度均较高。为使其达到资源再利用要求,研究了一种污泥改性剂对其固化/稳定化的效果。结果显示,当改性剂掺量为10%时,已能够显著提高淤泥各个龄期强度。固化淤泥重金属浸出浓度在7d时已明显降低,且随养护时间增长进一步降低。改性剂掺量为13%时,固化淤泥Cu、Ni和Zn浸出浓度可降低90%以上,而Cr浸出浓度也可降低80%左右。实验表明,污泥改性剂处理后淤泥抗压强度提高,同时有害物质得到有效的稳定。     

利用多年期赤泥和煤矸石制备烧结砖

以多年期赤泥和煤矸石为主要原料,分析了其化学成分和物性特征,通过设计不同的原料配比和烧结温度,探讨其最佳工艺条件以及各种参数指标,试图为赤泥的大宗化利用提供一种新的途径。实验结果表明最佳工艺条件为:多年期赤泥与煤矸石质量比为20∶80,成型压力为6 MPa,烧结温度为1 100℃左右保温2 h。烧结砖体"泛霜"现象基本消失,抗压强度为12.18 MPa、吸水率为21.6%,满足国家粉煤灰普通烧结砖GB5101-2003中的要求。     

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。     

调理剂对堆肥产品重金属生物有效性的影响

城市污泥中重金属含量及其生物有效性是限制污泥农用的主要因素,因此,研究污泥堆肥化处理过程中重金属生物有效性,对污泥的农用具有重要意义。实验以城市污泥为原料,以菌菇渣和秸秆为调理剂,设置4个处理:A(污泥∶菌菇渣∶秸秆=1∶0.4∶0.025)、B(污泥∶菌菇渣∶秸秆=1∶0.3∶0.025)、C(污泥∶秸秆=1∶0.12)和D(污泥∶秸秆=1∶0.09),进行好氧堆肥实验,采用BCR顺序提取法测定各种形态的重金属,研究堆肥前后重金属形态的变化规律。结果表明,城市污泥中Cu、Ni、Pb和Cr主要以可氧化态及残渣态存在,生物有效性较低,而Zn和Cd主要以酸溶态和可还原态存在,生物有效性较高;堆肥过程显著降低了Cu、Zn、Ni和Pb的生物有效性,并改变了Cu、Zn、Ni、Pb、Cr和Cd的形态分布,使污泥中的Cu、Zn、Ni、Pb和Cd向着更稳定的可氧化态或残渣态转变;污泥经过堆肥处理后,Cu、Zn和Ni 3种重金属生物有效性关系为:ABCD,与其他处理相比,处理A残渣态的Pb和Cr增加比例较多,综合来看,处理A对重金属生物有效性的降低最为明显,重金属钝化效果最佳。     

市政污泥水热炭化废水组成成分特征

污泥水热炭化处理被认为是极具潜力的污泥安全处置与资源化利用的技术措施之一。为了解废水中碳、氮、磷、钾和重金属含量随水热炭化反应温度和反应时间的变化规律,对市政污泥190℃和260℃水热炭化不同时间（1、6、12、18和24 h）后的废水组成成分进行了研究。结果表明,水热炭化处理后,废水颜色由黑色变成浅黄色;pH由6.40提高到9.14;TOC、COD和BOD5最高分别增加了13 175 mg/L、55 998 O2mg/L和31 723 O2mg/L;氮和钾含量显著提高,但磷含量降低;Cd、Cr含量由未检测到分别增加到0.060 mg/L和2.326 mg/L,As、Pb含量均由0.032 mg/L分别增加到1.408 mg/L和0.590 mg/L,但Cu、Mn及Zn含量降低。比起反应时间,反应温度对废水组成成分的影响更大。     

蚯蚓直接处理城市剩余污泥的研究

以城市剩余污泥为饲料，根据蚯蚓的繁殖、生长时间，定时引出成蚓换料连续饲养，并改变留在原泥中蚓卵的生存环境来控制卵的发育之蚯蚓养殖方法，并对城市剩余污泥直接饲养蚯蚓的可行性及其重金属转移规律进行研究。结果表明，城市剩余污泥直接饲养蚯蚓是可行的；饲养过程中蚯蚓体内的重金属浓度随着饲养时间而上升，至4个月左右，蚯蚓体内重金属浓度达到极限，且该养殖法具有蚯蚓产量低，对蚯蚓具有易于处理和处置的优点。     

南京城市污泥发酵苏云金杆菌培养基成分优化

研究南京江心州污水处理厂污泥作为原料发酵生产苏云金杆菌(Bacillus thringiensis)的可行性,并与常规的工业发酵黄豆粉培养基发酵B.thringiensis做比较,结果表明,以固形物含量3%的污泥为基质发酵B.thringiensis,其菌体数及芽孢数只有108个/mL,而工业发酵黄豆粉培养基发酵B.thringiensis菌体数及芽孢数为109个/mL。优化污泥发酵生产苏云金杆菌培养基成分,将污泥与不同量的黄豆粉复配作基质发酵B.thringiensis,结果发现,在污泥中添加15 g/L黄豆粉可基本满足工业发酵生产的需要,发酵72 h获得的B.thringiensis细胞总数及芽孢数均在109个/mL以上。以黄粉虫作试虫的生物毒性实验表明,复配后的基质与工业发酵黄豆粉培养基生产的B.thringiensis孢晶混合液的毒性相当。     

氧化亚铁硫杆菌对电动力处理城市污泥中重金属影响研究

分析了氧化亚铁硫杆菌对污泥中重金属形态及对电动力处理污泥中重金属的去除率影响.氧化亚铁硫杆菌处理后的污泥,pH值降低,部分重金属从稳定态转化为可溶态.经氧化亚铁硫杆菌预处理后的泥样和未经预处理的泥样,在同样条件下用电动力处理,处理结果为:预处理后Cd的去除率从61.85%上升到72.54%,Cu从34.26%上升到63.51%,Zn从65.06%上升到7L 22%.预处理对Cu的影响比Cd、Zn大得多.用电动力处理Cu超标污泥中重金属时,将污泥先用氧化亚铁硫杆菌预处理,可有效地提高其去除效果,处理后的污泥有利于农用.     

Effects of lime amendment on availability of heavy metals and maturation in sewage sludge composting

A batch composting study was performed to evaluate the feasibility of co-composting sewage sludge with lime, aiming at reducing the availability of heavy metals in the sludge compost. Sewage sludge with sawdust as bulking agent was amended with lime at 0, 0.63, 1.0, and 1.63% w/w, and composted for 100 days in laboratory batch reactors. The changes in temperature, pH, electrical conductivity (EC), and extractable heavy metal contents were measured while compost maturity was determined by C/N(organic) and cress seed germination during the composting period. Liming raised pH of compost effectively at the initial stage of composting and caused a decrease in EC through precipitation of soluble ions. Lime amendment also significantly reduced water-soluble and Diethylene triamine pentracetic acid (DTPA)-extractable metal contents. The maximum reductions were 60 and 40% for Cu, 80 and 40% for Mn, 55 and 10% for Zn, and 20 and 25% for Ni at the end of the composting period for the lime-amended sludge as compared to the control. In spite of the inhibitory effect of lime amendment on the decomposition activity of sewage sludge, all treatments reached maturation after 63 days of composting as indicated by the results of C/N(organic) ratio and cress seed germination test results. A lime amendment of < or =1.0% is recommended to co-compost with sewage sludge.     

城市污水污泥发酵制园林营养土中微生物的变化分析

通过桶装发酵装置,进行城市污水污泥发酵制园林营养土过程中微生物的变化研究,测试不同好氧-厌氧交替组的发酵温度以及细菌、真菌、放线菌数量等的变化,探讨发酵温度与微生物变化的规律.结果表明,夏季不同发酵方式的发酵温度在50℃以上的持续时间均长于冬季,且夏季好氧-厌氧交替发酵的发酵温度在55℃以上的持续时间长于好氧发酵;冬季与夏季的好氧、好氧-厌氧交替发酵后,堆料中的粪大肠菌群数量均达到了《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ 248-2007)的卫生学指标要求;夏季好氧-厌氧交替发酵过程中,厌氧后发酵温度有所下降,好氧后发酵温度又有所回升;无论好氧还是好氧～厌氧交替发酵中,细菌均为优势种群,真菌、放线菌数量比细菌数量低2～6个数量级.