面向矿山废弃地复垦的炉渣污泥人工土壤的理化特性

通过添加不同比例的燃煤电厂粉煤灰和炉渣对城市污泥进行钝化,配制成不同灰渣比例的人工土壤,对人工土壤的pH、电导率、养分含量、重金属含量以及持水、渗水性能进行了研究。结果表明,污泥人工土壤pH介于7.5～8.0之间,属于弱碱性土壤;电导率变化范围为2.93～3.71 mS/cm,表明盐分含量较高。污泥人工土壤中有效态养分含量随炉渣比例提高而增加,所有配比人工土壤有机质和有效磷、速效钾的含量达到高肥力水平。人工土壤中Cd、Ni、Pb、Cu、Zn含量均明显低于国家农用标准(GB 4284-84、GB 8173-87)。粉煤灰渣对污泥中有效态Cd、Ni、Pb和Cu有钝化作用,使其向无效态转化,对Zn则有活化作用。炉渣对Cd、Ni的钝化作用要优于粉煤灰,而粉煤灰对Pb、Cu的钝化作用要优于炉渣。添加炉渣提高了污泥人工土壤水分的蒸发量,减弱了人工土壤的持水能力,但加入炉渣使人工土壤的渗透系数显著增加,提高了其渗水性能。     

餐厨垃圾堆肥产物用于综合利用工程废弃料的试验研究

为积极响应国家循环经济发展与解决西部大开发过程中产生的大量工程废弃料处置问题,用有机质含量丰富的固体废弃物餐厨垃圾堆肥产物去综合利用渗透稳定性极差、有机质缺乏的工程废弃料粗砂土、砂石骨料脱水污泥,试验了3种材料不同质量比的混配方式,并以纯的粗砂土为对照。结果表明,在粗砂土∶砂石骨料脱水污泥∶堆肥产物=5∶3∶2(质量比)时,土壤容重、pH、有机质均满足《园林绿化种植土壤技术要求》(DB11/T 864—2020)的一般绿化要求,电导率也基本达到一般绿化要求,而种植黑麦草后的发芽势、发芽率、株高、茎粗、地上生物量以及土壤总孔隙度相对纯的粗砂土都显著提高,并且容重最低,发芽率最高,60 d的株高最高,茎粗最粗,地上生物量最大。因此,餐厨垃圾堆肥产物可以用来综合利用工程废弃料砂石骨料脱水污泥和粗砂土而制备园林用土。     

污泥和香蕉秸秆的配比对其厌氧消化特性的影响

城市污水处理厂污泥与香蕉秸秆以不同配比(质量比1∶0、2∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶2和0∶1)进行中温((35±1)℃)厌氧消化实验,研究了不同配比下的产气特性,并考察了消化过程中消化液的挥发性脂肪酸(VFA)、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质、溶解性多糖以及总固体(TS)和挥发性固体(VS)的变化。结果表明:(1)污泥与香蕉秸秆进行混合厌氧消化可以明显提高系统的产气量。当污泥和香蕉秸秆的配比为1∶2时,累积产气量可达到339.12L/kg,分别比污泥和香蕉秸秆单独消化时提高了17.36%、31.25%。(2)当污泥与香蕉秸秆配比为1∶2时,TS、VS、SCOD、溶解性蛋白质和溶解性多糖的去除率都达到最大,分别为37.50%、22.66%、70.25%、58.71%、85.39%,此厌氧消化系统的稳定性良好。     

典型危险废物的工程力学特性

掌握填埋废物的工程力学特性是确保危险废物填埋堆体稳定性的重要前提条件,因此,针对6种典型危险废物的工程力学特性开展了调查研究.研究结果表明,污泥类危险废物的含水率和有机质含量远高于非污泥类危险废物,而前者的比重则显著低于后者.污泥类危险废物的渗透系数相对较小,比污染土壤和飞灰炉渣混合物的渗透系数小1个数量级,比滤池填料的渗透系数小2个数量级.不同危险废物的无侧限抗压强度排序为:飞灰炉渣混合物(314.3 kPa)和滤池填料(278.9 kPa)＞污染土壤(124.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(68.6 kPa)、锌铬污泥(71.4 kPa)、油泥(58.4 kPa).不同危险废物的粘聚力排序为:飞灰炉渣混合物(40.8 kPa)、滤池填料(31.1 kPa)＞污染土壤(20.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(1.94kPa)、锌铬污泥(3.10 kPa)、油泥(1.81 kPa).此外,不同危险废物的内摩擦角差异相对较小,其变化范围在18.8°～35.0°之间.综合分析可知,飞灰炉渣混合物和滤池填料的工程力学特性较好,而污泥类危险废物的工程力学特性则较差.     

辅料及翻抛工艺对干旱地区污泥堆肥C、N动态变化的影响

针对我国西北干旱地区污泥堆肥过程中存在养分损失较大和腐熟度差的问题。采用正交实验的方法开展大型条垛堆肥,研究辅料参数及翻抛工艺对堆肥过程中C和N养分动态变化的影响,并利用Topsis分析筛选最优处理,达到当地污泥堆肥过程中减少养分损失和提高腐熟度的目的。结果表明,当玉米秸秆配比为15%时,全氮损失量最小,为3.67%。硝态氮的质量分数在堆肥阶段呈持续上升的趋势,铵态氮的质量分数在堆肥过程中先增加后减小,在堆肥结束时,堆体硝态氮和铵态氮的质量分数均随着秸秆配比的增加而减小,质量分数分别为0.99 g·kg^-1和0.78 g·kg^-1。堆体有机质的质量分数随着秸秆配比增加而增加,15%秸秆的有机质的质量分数比10%和5%秸秆的分别增加了10.08%和6.61%;堆肥过程中堆体C/N比整体呈现W型变化趋势,结束时堆体C/N比随秸秆配比增加而减小。种子发芽指数(GI)随着秸秆配比增大而增加,当玉米秸秆配比为15%时,种子发芽指数均超过100%。Topsis分析表明,最优条垛式堆肥处理为T7 (15%秸秆配比+5 cm秸秆粒径+常规翻抛),是一种适合西...     

底泥生长基质中重金属的迁移特征及生物有效性

河道底泥中重金属含量较高,重金属的迁移性及生物有效性是限制疏浚底泥土地施用或用作废弃场地修复基质资源化利用途径的主要因素。以沈阳细河待疏浚底泥为材料,通过盆栽实验的方法研究了河道底泥与碱性粉煤灰、炉渣和锯木屑配比基质中重金属在紫花苜蓿体内累积、迁移及生物有效性的变化。结果发现,配比底泥基质上紫花苜蓿生物量、株高及株径均好于纯底泥处理,其中底泥、粉煤灰、炉渣、锯木屑以2：0．5：0．5：0．5配比的s2处理中紫花苜蓿生物量是纯底泥处理的11．7倍。与底泥对照相比,配比底泥基质上植株体内重金属含量极显著降低,而且地上部重金属含量显著低于根部含量;底泥基质中紫花苜蓿地上部和根部对Cd、Cu、Pb、Zn的富集系数（BCF）显著低于底泥处理,但转移系数（TF）无显著变化,富集系数（BCF）和转移系数（TF）均小于1．0。紫花苜蓿种植后底泥基质中重金属含量显著低于农用污泥重金属控制标准,除Cd含量略高外,Cu、Pb和Zn含量低于土壤环境质量三级标准。这些结果表明,城市重污染河道底泥经过合理处置后,重金属浓度、活性及生物有效性降低,在其土地施用或废弃地修复中可以用作一些耐性植物的生长基质。     

金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化处理

以粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁(Fe_2SO_4)和磷酸二氢钾(KH_2PO_4)为稳定剂对矿区高浓度As污染土壤进行处理,通过土壤理化性质、重金属形态和浸出浓度变化等综合评估稳定剂对高浓度砷污染土壤的稳定化处理效果。结果表明,添加稳定剂可以提高土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量。粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁对土壤中的As有较好的稳定化作用,其中硫酸亚铁对土壤中As的稳定效果最好。同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%硫酸亚铁后,土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As含量显著降低,降幅分别为62.3%、55.2%、29.6%、58.2%,残渣态As含量增加8.1%。添加粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁能显著降低土壤中As的浸出浓度,而添加KH_2PO_4会使土壤中As浸出浓度增加,移动性增强。当同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥、1%粉碎花生壳和1%硫酸亚铁后,As浸出浓度最低(0.93 mg·L~(-1)),稳定效果最好,稳定化效率达到了74.8%。土壤中As的浸出浓度与可交换态As和碳酸盐结合态As呈显著正相关,与残渣态As呈显著负相关,可交换态As、碳酸盐结合态As和残渣态-As含量是影响土壤中As浸出浓度变化的主要因素。     

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。     

污泥与底泥烧结陶粒骨料的中试研究

建立了中试研究生产线,工艺流程包括干燥、粉磨、混合上料、成型、烧结和烟气处理等,在中试生产线上,对污泥(包括工业污泥(ISS)和生活污泥(DSS))与底泥烧结制备陶粒骨料的物料配比、烧结温度、添加剂等相关技术参数进行了系统研究。研究发现,ISS中CaO和磷的化合物含量较高,导致骨料的膨胀性能不佳,添加一定量的生活污水污泥(DSS)可改善骨料的膨胀性能。中试研究确定600～800级的陶粒骨料烧结的适宜工艺条件为:配比SS∶DSS∶RS=1∶4∶5～1∶5∶4或DSS∶RS=3∶7～5∶5,烧结温度1 140℃,烧结时间28 min环境安全性研究表明,在陶粒烧结过程中大部分重金属在烧结过程中被固定在陶粒中,重金属浸出率非常低,在使用过程中不会对环境产生危害。     

城市污泥堆肥产品施用对沙荒地土壤理化性质及高羊茅生长的影响

通过盆栽实验研究了城市污泥堆肥产品4种施用比例(0、10%、25%和50%)对沙荒地土壤理化性质及高羊茅生长的影响,结果表明:污泥堆肥产品的施加使混配土壤p H值向更利于高羊茅生长的p H范围(6.0~7.0)变化,土壤电导率随着施肥比例的增大有显著的增加,当施肥比例为10%、25%、50%时,土壤电导率分别为不施肥沙土的11.93、12.66和19.81倍;城市污泥堆肥产品施用后可显著提高沙荒地土壤中全氮、全磷、全钾及有机质含量,施肥比例为10%、25%和50%的沙土中有机质含量分别是不施肥沙土的3.69、4.22和5.65倍。污泥堆肥产品的施入有利于高羊茅对营养元素氮、磷和钾的吸收,进而促进了高羊茅的生长,但是这种促进作用在实验初期较为缓慢,直到实验后期方才显现出来。当施肥比例为25%时,高羊茅对营养物质的利用率达到最高,确定其为沙荒地土壤改良较为适宜的施肥比例。     

消化污泥作为垃圾填埋场覆盖材料的研究

为解决城市污染,实现污泥"减量化、无害化、稳定化、资源化"的目标,有必要寻求更多技术上可行、低成本的污泥综合利用新技术.测定了消化污泥本底的含水率、有机质含量以及经过预处理后不同含水率的消化污泥模拟降雨实验的渗透系数,浸出液的COD、氨氮、pH等.选择渗透系数低、污染负荷小的含水率为50%和60%的消化污泥,分别与石灰、炉渣以不同比例混合改性后,再测定模拟降雨实验浸出液的各个指标.实验结果表明,含水率为60%的消化污泥与炉渣以2∶1(质量比)混合时,渗透系数达到10-6数量级,已接近垃圾填埋场对防渗层的要求.因此,消化污泥改性后可作为垃圾填埋场覆盖材料.     

秸秆-复合菌-污泥联合修复铬污染土壤技术

为探索修复Cr(Ⅵ)污染土壤的新方法,以模拟某化工厂铬渣堆存场内Cr(Ⅵ)污染土壤为研究对象,分别研究了秸秆-复合菌-污泥修复铬污染土壤单因素和3因素条件下对铬污染土壤的修复效果。结果表明:单独添加3%的秸秆时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到25.88%;单独添加3%复合菌时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到72.07%;单独添加50%的活性污泥时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达85.65%。3个因素中复合菌对土壤中Cr(Ⅵ)还原率的影响最大。综合考虑秸秆、污泥和复合菌3个因素对土壤中Cr(Ⅵ)还原的影响,设计了秸秆、污泥和复合菌的3因素联合实验,最后从修复的经济成本和修复效率考虑,确定最优物料组合为1%秸秆+1%复合菌+30%污泥,对土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到96.6%。秸秆-复合菌-污泥对铬污染土壤的修复明显高于单独对铬污染土壤修复的效率。该技术在实现对铬污染土壤进行修复的同时,为秸秆和活性污泥的资源化利用开辟了新的途径,实现了"以废制废"。     

污泥蛋白肽对土壤微生态及植物生长调控

以污泥为原料制备平均分子量为5 000道尔顿以内的蛋白肽,并以有机肥、复合肥和尿素为对照,研究蛋白肽对土壤微生物种群数量、土壤酶活性以及对所种植的十字花科植物红菜薹的生理指标影响效应,结果表明,在施加相同含氮量(0.1 g N)的条件下,污泥蛋白肽实验组的土壤微生物种群数量最高,达到39.28×107个/g,比最低的尿素实验组(10.38×107个/g)高73.6%;在对土壤酶活方面,污泥蛋白肽实验组的脲酶活性比所有对照组高,达到9.82 mg/(g·h),最低是复合肥实验组,其脲酶活性为6.54 mg/(g·h);利用蛋白肽所种植红菜薹的生物量分别是有机肥、复合肥和尿素的14.1倍、8倍和3.1倍,并且通过计算所施氮量与植株总氮量的比值——氮转化率,得出蛋白肽所种植红菜薹植株的氮转化率达到222.3%。这进一步表明蛋白肽是一种植物速效并且高效肥料。     

蚯蚓活动对培养床基质中TN、TP含量及分布的影响

为了探究蚯蚓活动对培养床基质中TN、TP含量及分布的影响,采用A1、A2、B1和B2 4组培养床进行实验,培养床以纯污泥或污泥和秸秆的混合物作为待处理基质,蚓粪和牛粪的混合物作为缓冲基质,A组不接种蚯蚓,B组接种蚯蚓。经过90 d的连续培养,结果表明:A1、A2、B1和B2待处理基质中TN平均值比初始值分别下降25.79、24.91、37.18和37.51 g·kg~(-1),其TP平均值比初始值分别下降1.86、3.62、7.43和9.44 g·kg~(-1);A组缓冲基质和底层土壤中TN和TP比初始值有所增加,而B组缓冲基质中TN和TP比初始值有所减少,底层土壤中TN和TP比初始值有所增加。同时,蚯蚓活动不仅使基质中的TN和TP含量明显降低,还能显著缓解待处理基质的板结状况,提高待处理基质的土地利用价值。     

餐厨垃圾和绿化废弃物混合堆肥的试用

以餐厨垃圾和绿化废弃物堆肥作为种植基质,研究了其不同堆肥比例对黑麦草(Lolium perenne L.)生长的影响。结果表明,将不同基质组分别施用后,黑麦草各项生长指标(植株高度、盖度、地上和地下生物量(干重))均良好,其中2#基质(80%土壤+20%堆肥)施用效果优于1#(90%土壤+10%堆肥)和3#(70%土壤+30%堆肥)基质。对比不同堆肥对黑麦草生长的影响发现,(80%+20%)堆肥6处理的黑麦草地上和地下生物量最大,分别约为40 g和28 g,第三茬草地上生物量(干重)与对照组相比增幅为164.3%,盖度达到了98%。本研究确定了堆肥和土壤的最佳配比以及最佳堆肥类型,不但可以解决其资源化再利用的问题,而且植物生长良好,表明该技术在城市绿化中具有一定的应用前景。     

超声萃取法处理含油污泥

应用超声强化技术,对以汽油为萃取剂的超声萃取法处理含油污泥的工艺进行了研究,筛选了调整剂、絮凝剂、破乳剂,探讨了萃取温度、萃取时间、超声频率、超声功率等对处理效果的影响。结果表明:在调整剂为采油废水、物料配比为v(萃取剂)∶v(调整剂)∶v(油污泥)=4∶4∶1的条件下,萃取工艺为萃取温度40℃、萃取时间15 min、超声频率40kHz、超声功率150 W时,可回收含油污泥中83.7%的油品。     

污泥施用量对滨海盐渍土肥力的改良效果

以白龙港污水处理厂产生的生活污泥为研究对象,采用田间试验开展了污泥土地利用对滨海盐渍土肥力改良效果的研究.结果表明:(1)与对照处理相比,施用熟化污泥后,在整个试验过程中,土壤pH均可不同程度降低,其中施用2.5％(质量分数,下同)熟化污泥的处理,一年后与对照处理相比,pH降低了0.41个单位,降幅达到4.79％,而其他处理间差异不显著(P＞0.05).各处理的土壤电导率(EC)均在植物正常生长限值(1.3mS/cm)内,表明熟化污泥中盐分含量不是其土地利用的限制因子.(2)熟化污泥施用土壤一年后,除速效钾外,均可不同程度增加土壤中有机质(SOM)、碱解氮、有效磷、全氮、全磷、全钾含量.(3)施用熟化污泥后,土壤容重总体有略微下降的趋势.这说明,熟化污泥可在一定程度上改善土壤结构,但不同的污泥施用量,对土壤容重影响程度不同.     

不同基质人工湿地去除重金属Cd的研究

以粉煤灰(F)、河砂(S)、河砂+粉煤灰(S+F)为基质,搭配水芹(Oenanthe javanica)、灯芯草(Juncus effusus)和水葫芦(Eichhornia crassipes),研究人工湿地对废水中Cd的净化效果。结果表明,3种基质对Cd均有明显的去除效果。其中,F基质去除效果最好,但出水pH和电导率较高,且水芹和水葫芦相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)较高,表明植物生长受到影响。S基质对Cd去除率最低,但植物生长状态良好。S+F基质发生协同作用,有利于植物生长,去除Cd效果也较好,评估为最佳人工湿地基质。人工湿地中不同基质各层全量Cd、有效态Cd分布情况均为上层中层下层。     

城市污泥与水葫芦堆肥性质变化规律

采用仓式好氧堆肥方法,研究了不同比例的城市污泥和水葫芦混合物料堆肥过程中各项评价参数(温度、含水率、pH、有机质和总氮)的变化规律。结果表明:堆肥过程中,堆体温度、含水率变化过程为先上升,再下降;堆体的pH和总氮变化过程为先降低再升高,最后趋于稳定。有机质含量在堆肥48 h内迅速下降,之后缓慢下降。对小堆体,大风量更有利于有机质的降解,但不利于氮素的保存。当m(污泥)∶m(水葫芦)为4∶1时的堆肥效果要优于m(污泥)∶m(水葫芦)为2∶1时的堆肥效果。     

污泥与葡萄糖不同配比联合厌氧消化对污泥中多环芳烃去除效能及细菌群落的影响

为分析污泥与葡萄糖不同配比进行联合厌氧消化对污泥中多环芳烃(PAHs)去除效能及细菌群落的影响,在中温(35±1)℃条件下,以未添加葡萄糖的污泥厌氧消化为对照(CK),研究了活性污泥与葡萄糖按不同有机质含量(挥发性固体(VS)质量比)分别为1∶0.1、1∶0.3和1∶0.5对PAHs去除效能及细菌群落的影响。结果表明,葡萄糖添加量的增加并未进一步提高PAHs的降解能力。P1实验组(VS_(污泥)∶VS_(葡萄糖)=1∶0.1)对消化污泥中∑PAHs的去除能力最强;降解速率可达到(60.56±8.10)%;且高分子质量PAHs(≥4环)的降解速率显著高于低分子质量PAHs(2～3环)(P0.05)。苯并(a)蒽、?、苯并(b)荧蒽和苯并(k)荧蒽的平均降解速率均大于62%;而苯并(a)芘的降解速率达到(59.60±14.05)%。此外,使用16S r RNA技术,检测消化污泥中细菌群落发现,向污泥中添加葡萄糖,可能通过促进Actinobacteria、 Bacteroidetes_vadin HA17、 Spirochaetes、 Planctomycetes和norank_f_Anaerolineaceae菌群的生长,从而提高污泥中PAHs的去除能力。