电动力学技术修复苯酚污染土壤的研究

用电动力学技术对苯酚污染砂土的修复进行了实验研究.探讨了苯酚污染砂土电动力学修复的可行性及在不同电场强度下苯酚的迁移特征和机制.研究了采用添加阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)和控制液(柠檬酸和NaOH)等对迁移效果的影响,以及苯酚在砂土中的迁移和分布规律.实验结果表明,在电场作用下苯酚在砂土中发生富集.在电场强度为2.0V/cm时的苯酚富集效果明显,比在电场强度为0.5 V/cm时苯酚多增加30%,且向阳极的迁移距离增大了12 cm;在阴极添加不同浓度的LAS,苯酚在砂土中的富集效果不同,LAS浓度越大向阳极迁移得越快富集效果越明显,当LAS为0.046 0 mol/L时苯酚最高增加了143%;向阳极添加NaOH,苯酚在阳极区增加了136%,比向阴极添加柠檬酸的效果明显.     

污染土壤的电动力学修复-Lasagna技术

介绍了Lasagna技术的原理和特点,以及目前所存在的问题.并对Lasagna技术的应用前景作了展望.     

蚯蚓对剩余污泥中重金属Cu、Zn的活化实验研究

以中国矿业大学南湖校区污水处理站的剩余污泥(简称污泥)为研究对象,通过培养实验,研究污泥中蚯蚓的生长情况和蚯蚓活动对污泥中重金属生物有效性的影响。实验结果表明,蚯蚓能够在一定浓度Cu、Zn的污泥中正常生长,表现出一定的重金属耐性,其耐受能力与重金属的种类、浓度、污泥的理化性质有关。蚯蚓活动能够降低污泥的pH,使之趋于中性。对不同浓度Cu处理污泥,蚯蚓活动使污泥有机质含量均有不同程度下降,其中对Cu为100 mg/kg的污泥中有机质含量影响最大;对不同浓度Zn处理污泥,蚯蚓活动使污泥有机质含量降低的幅度不大。蚯蚓活动可在一定程度上活化污泥中的重金属Cu和Zn,蚯蚓对Cu的活化效果较为明显,在污泥中添加Cu为50 mg/kg时,Cu活化率增加值最大,达到了11.14%;蚯蚓活动对Zn的活化效果不明显,Zn活化率增加值均低于1%。     

Fenton氧化剩余污泥过程重金属迁移及其形态变化

采用Fenton氧化处理含重金属剩余污泥,通过BCR法测定并分析了污泥处理过程各重金属形态的变化,重点考察了pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+比、温度（T）和反应时间（t）5个因素对重金属迁移及形态变化的影响。结果表明,利用Fenton氧化处理剩余污泥,污泥重金属形态变化显著,且受到初始pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+比和温度的影响,但反应时间的影响较小。正交实验结果显示,Fenton氧化处理污泥的最佳条件为：初始pH1、H2O2投加量12 g·L-1、H2O2/Fe2+比10和温度50℃,此时污泥Cu、Mn和Zn 3种重金属的弱酸溶解态含量达到最高值,分别为72.66%、90.12%和87.51%。在最佳条件时,污泥上清液中Cu、Mn和Zn含量可分别从0.08、0.263和0.01 mg·L-1增加到15.08、17.49、32.74 mg·L-1。研究表明,Fenton氧化污泥过程提高了污泥中弱酸溶解态重金属含量,利于重金属从固相向液相转移,从而有效降低污泥饼中重金属含量,有利于污泥脱水后的进一步处理及其资源化。     

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。     

可渗透反应复合电极法对土壤重金属的电动去除

将零价铁(Fe0)、沸石等活性材料附着在电极上形成可渗透反应层并构成可渗透反应复合电极,采用不同的复合电极对Cd2+、Ni 2+、Pb2+和Cu2+等4种阳离子型重金属污染土壤进行了电动力学修复。研究了不同可渗透反应复合电极对土壤pH的控制效果以及对重金属的去除作用,分析了迁移到复合电极中的重金属形态变化。结果表明,复合电极中添加酸、碱性沸石并适时更换,可有效中和、截留阴阳极电解产生的OH-和H+,避免或减缓土壤酸碱迁移带的形成,防止重金属离子的过早沉淀及土壤过度酸化,极大提高了重金属的去除率。复合电极中Fe0可将迁移进来的重金属离子进行还原稳定,实现重金属污染物的捕获与固定,与迁移到沸石复合电极中的4种重金属不稳定态相比,"Fe0+沸石"复合电极中重金属不稳定态分别下降了61.4、60.5、61.4、57.1百分点。结果还显示,阴极采用"Fe0+沸石"复合电极并适时进行更换,施加1.5V/cm的直流电压修复10d后,土壤中Cd、Ni、Pb、Cu的总去除率分别为44.5%、41.5%、33.5%和36.7%,且进一步延长修复时间和持续更换电极可获得更为理想的修复效果。     

电动力学技术去除剩余污泥中铜、锌条件优化

电动力学去除剩余污泥中重金属受到多种因素的影响,其中电解电压、电极面积、电极材料等都有较大的影响,很有必要进行条件优化研究。针对存在的问题,系统的研究了电解电压、电极面积、电极材料对电动力学修复过程的影响。研究表明,影响污泥中重金属Cu和Zn去除率的因素大小顺序为:电压电极面积电极材料;采用等于或低于氢析出电压进行电动力学修复时,更有利于提高污泥中重金属去除率;增大电极面积,提高了电流强度,有利于污泥中重金属的转化、迁移,从而提高污泥中重金属去除率;研究表明,采用低于氢析出电压和惰性电极可以有效避免电极被腐蚀。     

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.     

城市污泥的重金属生物活性及其控制

随着土壤法规的加强 ,城市污泥中的重金属严重影响着污泥的处理、处置。介绍了污泥中重金属的分配和化学形态 ,以及迄今为止几种主要的控制方法     

Fenton氧化联合人工湿地处理污泥中的重金属

针对单独应用Fenton氧化技术处理污泥的不足以及人工湿地在处理污水污泥方面的优势,以污水处理厂污泥浓缩池中含重金属污泥为对象,研究其依次经过Fenton氧化和人工湿地处理后重金属的去除效果及形态变化,以及污泥pH、TN和TP的变化情况。结果表明,Fenton氧化提高了污泥重金属的生物有效性,并促进了人工湿地对重金属的去除。Fenton氧化污泥经人工湿地处理后,Cu、Zn、Ni和Mn的去除率分别为67.2%、79.7%、37.0%和17.0%,与对照相比重金属的平均去除率提高了27.5%。经人工湿地处理后Fenton氧化污泥和原污泥重金属的生物有效性均降低。Fenton氧化污泥pH为4.4～4.6,经人工湿地处理后为6.2～7.1。人工湿地对Fenton氧化污泥和原污泥中TN的影响较小,而对TP表现出较高的去除率,2系统TP的去除率分别为51.1%和45.5%。     

EDTA强化电动力学修复重金属复合污染土壤

在自制的电动力学装置中,研究多种重金属复合污染土壤的电动力学修复,通过在阴极添加络合剂EDTA来提高修复效率。实验结果表明,EDTA的引入提高了修复过程中的电流值,且EDTA与重金属的络合提高了污染物向电极液的迁移效率,从而强化了电动力学修复效果。在设定的浓度(0、0.01、0.02、0.05和0.1 mol/L)中,0.1 mol/L的EDTA具有最佳的修复效率。在此实验条件下,污染土壤中的总铜、总铅和总镉的去除率分别为90.2%、68.1%和95.1%。电动力学修复后,对土壤重金属进行化学形态分析,发现电动力学修复显著改变了土壤重金属存在形态,修复后土壤中的铜、铅、镉主要以较稳定的有机态和残余态形式存在,显著降低了对周边生物和环境的毒害。     

动电修复不同形态重金属污染土壤效果研究

以钢铁厂附近废地的重金属土壤为对象,研究了动电修复技术去除重金属效果与其各化学形态的关系,讨论了电能消耗。结果表明,同一种重金属,其动电去除效率顺序为交换态碳酸盐结合态Fe-Mn氧化结合态有机结合态残留态,即吸附性越弱的形态,其去除率越高,如交换态去除率95%;吸附性越强的形态,其去除率越低,如有机态和残留态去除率低于29%;对于不同重金属,高移动性和弱吸附性的重金属较弱移动性和强吸附性的重金属去除效果好,即各形态的Cd、Cu和Zn的去除率明显高于相应形态Pb的去除率;能耗分析表明,实验时间超过96 h后,在电能有较大消耗的同时,重金属去除率却提高不明显。     

重金属污染土壤电动力学修复技术

电动力学修复技术是把电极插入受污染的土壤并通入直流电 ,发生土壤孔隙水和带电离子的迁移。土壤中的污染物质在外加电扬作用下发生定向移动并在电极附近累积 ,抽出处理从而被除去。新兴的电动力学原位修复技术去除土壤重金属污染正越来越多地被各国研究人员接受。一系列实验规模的研究和技术已日渐成熟 ,其中Lasagna技术和Electro klean技术已在美国肯塔基州和路易斯安那州等地进行了原位修复     

乙酸强化下通电方式对电动修复受重金属污染高岭土的影响

电动修复作为一种绿色的土壤污染修复技术,因具有成本低、操作简单、不易造成二次污染等特点而有巨大的应用前景。以高岭土作为实验材料,研究了不同电场施加方式条件下铜、锌重金属的去除规律。为了进一步提高效率,实验配制pH为3.5的乙酸溶液并加入高岭土中,加入后可以加快土壤酸化并降低重金属沉淀区域的影响。相比于电解液为蒸馏水的情况,pH突变点向阴极靠近,从S3、S4片层移动到了S4、S5片层。加入乙酸后,实验最大电流和反应384 h后的电流相比未加乙酸升高较为明显。在相同条件下,电场强度为0.5 V·cm-1时反应最高电流为60~139 mA,电场强度为1.0 V·cm-1时为108~170 mA,电场强度为1.5 V·cm-1时为152~290 mA。在相同条件下反应384 h后的实验最低电流,电场强度为0.5 V·cm-1时为33~70 mA,电场强度为1.0 V·cm-1时为41~83 mA,电场强度为1.5 V·cm-1时为71~123 mA。高电场强度有利于去除土壤中的低浓度重金属污染物。相比电极室未添加乙酸的实验组,污染物去除率提高15%以上。     

动电技术去除城市污泥中镉的研究

采用实际城市污泥为研究对象,通过控制阴极液酸度和添加络合剂,考察了镉的动电过程.结果表明,添加EDTA和柠檬酸不仅改变了动电过程的电流和电渗流,同时对镉的形态分布也产生了明显的影响:存在于移动性较低形态、难以去除的镉被转化为移动性较高的形态,在动电作用下从污泥中移除,从而提高了动电处理的效率,总镉的去除率最高达到70.1%;EDTA和柠檬酸对动电处理的促进作用主要受体系酸度的影响,其中控制阴极pH值为4和8时,总镉的去除率达到66.4%、70.1%、62.3%和66.5%,较pH值为6时去除率提高了2～3倍.比较两种络合剂,EDTA在高pH值条件下对镉的络合能力较强而表现出较高的去除率,而柠檬酸对酸度的适应性相对较强.     

基于生物淋滤的城市污泥重金属溶出及形态迁移

利用生物淋滤法处理城市污泥,以生物淋滤过程中pH、ORP（氧化还原电位）变化以及重金属（Zn、Cu、Cd）溶出率为指标,考察淋滤菌接种比例、初始pH、淋滤时间对生物淋滤的影响,并分析了生物淋滤前后,重金属形态变化以及重金属的生物有效性和迁移性。结果表明富集筛选的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（A. f）可有效溶出污泥中的重金属。生物淋滤最佳条件为：初始pH=4.00,淋滤菌接种比例30%,重金属Zn,Cu,Cd在第10天的整体处理效果最优,溶出率分别达到75.30%、50.40%和74.44%。BCR形态分析表明：原污泥中Zn,Cu,Cd主要以弱酸提取态、可还原态和氧化态存在,残渣态较少;生物淋滤之后,3种重金属弱酸提取态、可还原态和氧化态含量有不同程度降低,其中,可还原态含量降低最为显著,残渣态基本无变化,并且淋滤后污泥中重金属氧化态及残渣态所占比例较淋滤前高,污泥稳定性得到提升。生物淋滤可以通过减少污泥中重金属含量和改变重金属形态降低其生物有效性和迁移性。     

铜污染土壤电动修复研究

应用实验方法研究了土壤重金属污染的电动力学修复方法,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除。当实验的电场强度为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中铜的去除效率达到71.1%。阳极附近的pH值由开始时的6.8逐渐变小到4.4,而阴极附近则相反,由开始时的6.6逐渐增大到9.1,此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。     

铜污染土壤电动修复研究

应用实验方法研究了土壤重金属污染的电动力学修复方法,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除。当实验的电场强度为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中铜的去除效率达到71.1%。阳极附近的pH值由开始时的6.8逐渐变小到4.4,而阴极附近则相反,由开始时的6.6逐渐增大到9.1,此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。     

柠檬酸强化电动去除和回收污泥中的重金属

探讨了柠檬酸对污泥中重金属形态的影响,并以柠檬酸为络合剂、以杭州七格污水处理厂城市污泥为研究对象,在0.8 mA·cm-2恒定电流密度条件下运行120 h,在5组柠檬酸浓度分别为 0.00、0.05、0.10、0.20和0.30 mol·L-1的条件下,采用自行设计的双层双阳极反应器对污泥中重金属进行电动去除和回收实验。结果显示,柠檬酸能促使污泥中大量的Zn由可还原态转化为酸可提取态,但对Cu的形态影响不大。电动处理实验中,添加柠檬酸后Zn和Cu的去除率都有明显提高,当柠檬酸浓度为0.20 mol·L-1时,Zn的去除率最大达58.3%,Cu的去除率为42.4%;当柠檬酸浓度为0.10 mol·L-1时,Cu的去除率最大为51.7%,Zn的去除率为46.4%。柠檬酸的最佳添加浓度为0.10~0.20 mol·L-1,当柠檬酸添加量超过0.20 mol·L-1,Zn和Cu的去除率反而会因为络合物在阳极区的沉淀而降低。     

污泥与煤、木屑燃烧过程中重金属排放特性研究

为了考察燃料燃烧过程中重金属的迁移转化规律,对污泥、煤与木屑及其混合物在不同温度下氧气中燃烧灰渣中的重金属元素进行分析。结果表明,燃料中重金属在高温燃烧时表现出不同的挥发特性,大部分元素随着温度的升高挥发率增加,其中Cd、Pb和Zn元素挥发性较强,Cr、Cu和Ni挥发性较弱。污泥与木屑混合燃烧灰渣仍以污泥灰为主,重金属含量与污泥灰相近,污泥中混入煤后使灰中大部分重金属含量有所降低。燃烧过程会改变重金属存在形态,污泥与煤原料中以酸溶态和可还原态存在的重金属含量较高,具有较强的生物有效性和迁移性,而燃烧灰渣中酸溶态和可还原态含量显著下降,混合燃烧灰渣中除As外的其他重金属几乎全部以残渣态存在,其含量达到90％以上,焚烧过程有效降低了燃料灰渣中重金属的生物毒性。