深圳市污水污泥的元素分析及农用安全评价

研究深圳特区内南山、滨河、罗芳污水厂污泥样品的元素含量及重金属形态.结果表明,N、P、K、Ca及Fe的平均含量分别为33.2g/kg、10.0 g/kg、7.2 g/kg、15.6g/kg及22.1g/kg,Mn、Mo、B的含量分别为302.0 mg/ks、6.5 mg/kg、30.3 mg/kg.重金属含量依次为Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>As>Cd.平均值分别为731.4 mg/kg、382.6 mg/kg、163.3mg/kg、102.6 mg,/kg、45.6mg/kg、14.3 mg/ks、1.0 mg/kg.研究表明,深圳市特区内污水处理厂污泥样品中重金属含量总体上相对较低,仅南山污水处理厂的Cu和Ni超过污泥农用标准(GB 18918-2002).重金属Cr、Cu、Pb在残渣态中的比例较高,对环境的威胁相对较小,而Ni、As及Zn在酸溶态和可还原态中的比例普遍较高,其释放潜力和生物有效性较强,在污泥农用时需要注意.     

城市污水处理厂污泥固化处理技术研究

以水泥、粉煤灰和煤渣为固化剂对城市污水处理厂的污泥进行固化处理.通过抗压强度和重金属浸出毒性来评价污泥固化块的力学性质和安全性能;采用XRD和SEM分析污泥固化块的组成和微观结构.结果表明,水泥、粉煤灰、煤渣对污泥固化块的抗压强度具有有利影响.当水泥掺量为0.07 kg/kg,粉煤灰掺量为0.02 kg/kg,煤渣掺量为0.06 kg/kg,即m(污泥):m(水泥):m(粉煤灰):m(煤渣)＝1:0.07:0.02:0.06时,养护7 d的污泥固化块抗压强度约为1.8 MPa.该配方的污泥固化块对重金属具有较好的固定效果,浸出液中重金属质量浓度满足国家标准.污泥的含水率对污泥固化效果具有不利影响.     

琯溪蜜柚施用漳州城市污泥堆肥的研究

通过大田试验研究施用漳州城市污泥堆肥对琯溪蜜柚产量、品质及蜜柚、叶片、土壤中重金属含量的影响.结果表明,在常规施肥的基础上,施用污泥堆肥可显著提高蜜柚产量、改善蜜柚品质;施用污泥堆肥的蜜柚果肉中Hg、As、Pb、Cd、Cr重金属含量均低于GB 2762-2005<食品中污染物限量>(水果)标准;蜜柚不同器官或组织的重金属含量有较大的差异,总体趋势为叶片＞果皮＞果肉,但铬含量为果肉＞果皮;在保证污泥质量指标安全的前提下,长期施用漳州城市污泥堆肥是安全可靠的,不会对土壤环境产生污染.     

剩余污泥制备活性炭吸附剂及其应用研究

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭吸附剂,同时对比不同活化剂活化效果,并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究.结果表明,化学活化法制备的活性炭吸附剂性能较好,最佳活化剂为ZnCl2与H2S04复配试剂.其最佳制备条件为:活化剂ZnCl2与H2SO4浓度均为5 mol·L-1(ZnCl2与H2SO4复配比例为2:1),活化温度550℃,固液比1:2.5,活化时间2 h.制备的活性炭吸附剂碘吸附值为488.02 mg·g-1,得率为86.6%.活性炭吸附剂比表面积为144.47m2·g-1,孔体积为0.05 mL·g-1,微孔体积为0.02 mL·g,平均孔径为38.51 nm.热分析干污泥在244.62℃失重(约为34 19%),失重成分主要是污泥中的有机物挥发组分.采用制备的活性炭吸附剂处理城市污水,COD去除率较高,污水色度也有了较大改善.     

化学强化沉淀污泥的除磷效果研究

取吸附-生物降解(AB)工艺A段沉淀池出水,利用投加硫酸铝(AS)和聚丙烯酰胺(PAM)化学强化后的沉淀污泥进行除磷实验,考察沉淀污泥除磷效果和化学强化对污泥沉降性能的影响.结果表明:化学强化的沉淀污泥对污水的11P和浊度有较好的去除效果,其去除率随As投药量的增加而提高;当泥水比为66.7%,PAM为0.05mg/L,AS投药量(以Al2O3计,下同)为15.1 mg/L时,对TP和浊度的去除率分别为75.0%和60.9%;AS投药量从0 mg/L增加至15.1mg/L,沉淀污泥对COD去除率维持在23%～40%,对氨氮无去除作用;同一投药量(As为7.5 mg/L,PAM为0.05 mg/L)下,TP去除率随泥水比增大而提高,氨氮质量浓度无明显变化;投加AS和PAM化学强化除磷,污泥沉降比和体积指数随AS投药量增加而降低,污泥沉降性能提高.     

化学活化法制取污泥衍生吸附剂的实验研究

用有机污泥按照一定的工艺制作污泥衍生吸附剂。结果表明，氯化锌作为化学活化剂在吸附剂的生成过程中起到了关键作用，热解温度是影响吸附剂性能的最主要因素，750℃是最佳热解温度。     

温度对污泥焚烧残渣中重金属形态分布及残渣综合毒性的影响

通过实验考察了干污泥在固定床焚烧炉中停留20 min,温度分别为500 ℃、700 ℃和900 ℃的焚烧残渣中重金属(Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd)的残留特性及形态分布规律.在实验温度范围内,重金属的残留率因元素和焚烧温度而异,Cu的残留率最高在80%以上,Cd的最低,900 ℃时仅为3.4%;焚烧残渣中各重金属在稳定态的分布比例均较干污泥中有显著提高.提出了用于重金属毒性定量分析的指标--重金属综合毒性指数,并采用该指数对污泥和残渣中重金属的综合毒性进行了评价.结果显示,单位质量污泥焚烧后的各残渣中重金属综合毒性均较干污泥小且随焚烧温度升高而降低,焚烧能够实现一定程度的无害化; 并且,单位质量残渣中重金属的综合毒性也随焚烧温度的升高而降低.     

含油污泥石油醚浸提技术研究

采用石油醚浸提技术对含油率为50.1%的污泥进行处理,以回收原油.当温度为45 ℃,搅拌时间为5 min,水加入量为20 mL(pH值为9),石油醚加入量为9 mL时,油去除率为93.70%.采用气相-质谱(GC-MS)联用仪对石油醚浸提回收的废油进行定性分析并与原油进行了对比,证明该工艺可以有效保证回收废油的油品质量.     

电镀污泥脱水稳定剂制备及应用研究

针对电镀污泥脱水过程中金属离子大量溶出带来的处理难题,以四甲基乙二胺、二硫化碳为主要原料,以氢氧化钾为引发剂,采用聚合法制备了一种脱水稳定剂,并考察了稳定剂投加量、污泥pH值、反应温度和反应时间对电镀污泥离心脱水时重金属溶出的影响。结果表明,在稳定剂投加量(稳定剂与污泥的质量比)为1%、反应温度为20℃、pH=1、反应时间为30 min、转速为3 000 r/min条件下对含Ni(Ⅱ)电镀污泥离心脱水后,Ni(Ⅱ)脱水稳定率达96.88%,且脱水稳定剂对混合电镀污泥中Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)的选择性大于Zn(Ⅱ)。脱水稳定剂的脱水稳定机理是其中的二硫代氨基甲酸盐与重金属离子M(Ⅱ)(Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)等)形成配位键,从而形成稳定的交联网状结构,达到化学稳定,实现了离心脱水极少重金属离子溶出(即脱水稳定)的效果。所合成的脱水稳定剂可广泛用于含镍、铜、锌等金属离子的电镀污泥脱水处理。     

低繁殖量蚯蚓养殖法处理剩余污泥的可行性研究

针对城市剩余污泥饲养蚯蚓需要发酵预处理,以及繁殖的含重金属的蚯蚓利用难的问题,进行了不同种类污泥直接饲养蚯蚓实验,并考察了投料方式、投料厚度对蚯蚓的生长影响.结果显示,新鲜的城市剩余污泥直接饲养蚯蚓可行,与投料方式无关.发臭污泥块状投放适宜蚯蚓生长,密实投放不适宜蚯蚓生存.采用定时引出成蚓,改变泥中蚓卵的生存环境,控制卵发育的养殖方法,对污泥中重金属转移规律进行了研究.结果表明,饲养过程中蚯蚓体内的重金属质量比随饲养时间上升.饲养120 d左右,蚯蚓体内质量比达到极限,且处理后的污泥中重金属质量比明显下降.该养殖法处理剩余污泥是方法可行,且具有蚯蚓产量低,利于蚯蚓处理和处置的优点.     

污泥热化学处理研究进展

由于传统污泥处置技术存在局限性,污泥热化学处理技术更具有应用前景。综述了近几年国内外污泥热化学处理技术的研究进展,在此基础上介绍了污泥热解、污泥气化及污泥超临界水气化3种污泥处理技术,归纳了温度、升温速率、催化剂等因素对3种污泥热化学处理技术污泥处置后产物特性、尤其是富氢气体产物的影响规律,简明阐述了不同污泥热化学处理方式的特点,对比了3种热化学处理方法的差异。还介绍了污泥热解、气化技术的工业实例和一般工艺流程,分析了不同处置技术存在的问题,对今后污泥高效利用提出了建议。     

活化剩余污泥对Pb2+的吸附热力学研究

以城市污水处理厂脱水干污泥为原料,以浓硫酸为活化剂,制备活化剩余污泥吸附剂,采用正交试验法考察了Pb2+初始质量浓度、初始pH值、吸附温度、活化剩余污泥投加量对活化剩余污泥吸附性能的影响.结果表明,活化剩余污泥对Pb2+的最佳吸附条件为pb2+初始质量浓度60 mg/L、初始pH值5、活化剩余污泥投加量100mg、吸附温度288 K,影响从高到低的各因素为Pb2+初始质量浓度、吸附温度、初始pH值、活化剩余污泥投加量.采用Langmuir、Freundlich、D-K-R吸附等温方程对不同温度下的吸附平衡试验数据进行拟合.Langmuir吸附等温方程可以较好地描述活化剩余污泥对pb2+的吸附平衡过程.其吸附过程吉布斯自由能△G为-3.35 ～-0.32 kJ/mol,焓变△H和熵变△S均为负值,表明活化剩余污泥对pb2+的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应.     

酸去除剩余活性污泥重金属效果及农用安全性

污水处理厂剩余污泥中的重金属是污泥农用的潜在危害之一,因此如何有效去除污泥中的重金属以保证其农用安全性是当前迫切需要解决的问题。采集污水处理厂二沉池的活性污泥,比较不同物质的量比的盐酸和硝酸(1∶2、1∶1、2∶1)浸取污泥中重金属Pb、Zn、Cd、Cu和Mn的效果,采用Tessier连续提取方法定时检测污泥重金属相态分布,分析混合酸对污泥EPS结构和质量比的影响,并检验了处理后污泥对菠菜生长及重金属富集的影响。结果表明:1)盐酸/硝酸物质的量比为2∶1时效果最佳,重金属浸出率从高到低依次为Pb、Zn、Cd、Mn、Cu;2) Pb的可交换态和碳酸盐结合态比例最高,Cu的残渣态比例最大,可交换态、碳酸盐结合态和FeMn氧化物结合态比例越大,重金属的浸出率越高;3)酸浸试验期间EPS总量减少,黏液层和LB-EPS层易脱落;最后盆栽试验表明处理后污泥中重金属的潜在迁移性风险大大减弱,且污泥对菠菜生长有明显的促进作用。因此混合酸处理后污泥可以安全用于农业种植,且污泥与土壤干重比为1∶1时效果最佳。     

球形磁性活性炭制备及对土壤重金属Pb的吸附研究

以废旧汽车轮胎橡胶与城市污水处理厂污泥为原料,采用ZnCl2与H_2SO_4复配活化法,添加黏结剂和Fe_3O_4粉末,在真空管式气氛炉中炭化制备球形磁性活性炭,并测定其物理化学性能。研究球形磁性活性炭添加量、土壤pH值和含水率对球形磁性活性炭吸附重金属Pb的影响。采用火焰法-原子吸收分光光度计测定球形磁性活性炭对Pb的吸附量。结果表明:球形磁性活性炭的比表面积及亚甲基蓝吸附量相比商品活性炭要小,但其抗压强度高,不容易松散,便于回收,酸性官能团总量高,有助于提高球形磁性活性炭的吸附性能和对重金属的亲和力,因此球形磁性活性炭的综合理化性能优于干污泥活性炭和商品活性炭,适合用于土壤中重金属Pb的吸附;随添加量增加,球形磁性活性炭对土壤中Pb的吸附量也增加,当球形磁性活性炭添加质量分数为6%时,达到最优吸附效果;随土壤pH值增加,球形磁性活性炭对土壤中Pb的吸附量也增加,但当pH值超过5时,其吸附量开始下降;当吸附时间达到35 d后,其吸附量基本处于饱和状态;土壤含水率为20%时,吸附达到平衡。在最优工艺参数下,球形磁性活性炭对土壤中Pb的吸附量达到最大,为3.55 mg/g。球形磁性活性炭对土壤中重金属Pb的吸附过程可以用准二级动力学方程较好地解释,而且球形磁性活性炭经过1次再生后用于吸附土壤中Pb时,其吸附量达到2.56 mg/g,再生效率达72.11%,吸附效果良好。     

活性污泥固定化、改性及对生活污水的处理

通过正交设计,以COD去除率为考核指标对固定化载体聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)与活性污泥的配比进行参数优化;使用硫酸钠、硝酸钠、磷酸钠为交联剂对固定化颗粒进行二次交联改性,研究其污水处理效果,探究在不同温度和pH值条件下固定化活性污泥对生活污水的处理效果及其稳定性。结果表明,固定化活性污泥对生活污水中的COD、NH4+-N、TP处理效果优于普通活性污泥,且固定化活性污泥颗粒运行稳定,20 d仍有较好的污水处理效果;正交试验结果显示,固定化活性污泥的适宜固定化载体浓度及污泥配比为质量分数8%聚乙烯醇(PVA)、2%海藻酸钠(SA)、质量分数50%活性污泥(普通活性污泥与包埋剂质量比1∶1)。经过二次交联的固定化活性污泥提高了污水处理效果,硫酸钠作为二次交联剂效果最好,污水中COD、NH4+-N和TP的去除率达93.5%、92.3%、78.0%;经固定化后活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽,在温度低于4℃高于40℃、pH≤5和pH≥9仍然有较好的处理效果,去除效果均比普通活性污泥提高10%以上。     

污泥对水稻分蘖及产量形成影响的研究

为探讨工业废水处理后的污泥能否在农业上应用,以哈药集团制药总厂经生物处理产生的污泥为材料,研究水稻分蘖动态及产量形成.结果表明,该厂排放的污泥,有机质和速效氮、磷含量高,施入土壤后能迅速被水稻吸收利用.适量施用污泥,水稻返青加快、分蘖增多,体内叶绿素含量增高,同时水稻的产量也得到提高.污泥施用过量,会导致水稻返青率降低,后期分蘖无法控制,导致生育延迟,空秕粒率大幅度增高,产量显著下降.     

微波高温热解污水污泥各态产物特性分析

将SiC及污泥本身的热解固体残留物分别添加到污泥中,实现污泥在微波场中的快速升温及高温热解,并对其液、气、固3态产物的特性及再利用价值加以分析.实验表明: 添加SiC及固体残留物的污泥微波高温热解液态产物的热值可以达到37 MJ/kg以上,多环芳烃(PAHs)含量低于5.37%; 气态产物中H2和CO的体积分数在54%以上,热值达到9 420 kJ/m3; 添加热解固体残留物的污泥微波热解固态产物的比表面积达到305 m2/g.污泥微波热解产物的特性为其用作燃料和吸附剂提供了可能.