生物淋滤法去除城市剩余污泥中重金属的实验研究

以广州市某污水处理厂剩余污泥为培养介质,分别利用单质硫(S)以及硫和硫酸亚铁配合物(S和FeSO4按一定比例混合)为底物来培养以氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌为优势的驯化污泥混合液,用其淋滤去除污泥中的重金属,在不同的污泥混合液接种量(5%、10%、20%)条件下,研究其对污泥中重金属的去除效果。随着接种量的增加,重金属Zn、Cd、Cu、Pb的去除率也随之增加,在接种量为5%时,Zn、Cd、Cu、Pb的去除率分别为46%、54.6%、13.9%和30.5%,而在接种量为20%时,它们的去除率分别达到了72%、79.6%、29%和65.4%。驯化培养出来的污泥混合液对重金属Zn、Cd和Cu的去除效果较好,而对Pb的去除率则较低,最高只有29%。     

土壤重金属污染的形态分析及生物有效性探讨

污染土壤中重金属形态分析是土壤修复的关键.阐述了土壤重金属污染形态分析的研究进展,并对影响生物有效性的主要因素以及土壤重金属污染存在的问题进行了分析探讨,从而为重金属污染土壤提供了经济、有效的修复提供理论依据.     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

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.     

能源物质和接种物的投量对生物沥浸改善城市污泥脱水性能的影响

选用硫粉(S0)和黄铁矿粉(Fe S2)作为复合能源物质,以生物沥浸处理城市污泥脱水。通过正交试验分析了不同能源物质和接种物配比下的污泥脱水、沉降性能。结果表明:能源物质和接种物的合理配比为S0投量2 g/L、Fe S2投量6 g/L、接种物投量20%,在该投量下进行生物沥浸试验,污泥比阻由初始的3.35×1012m/kg降至3.90×1011m/kg,降幅达88.36%,污泥沉降率由68%升至78%;沥浸过程中污泥比阻、沉降率与p H值、ORP、Fe2+、Fe3+、总Fe和SO2-4质量浓度的变化同步,表明污泥脱水和沉降性能的改善是酸化、氧化和絮凝的协同作用所致;同时,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率均在99%以上,表明生物沥浸还可高效杀灭病原微生物。     

微小双胸蚓处理城市污泥的试验研究

为满足城市污泥的资源化利用,采用微小双胸蚓( Bimastus parvus )直接处理脱水污泥,研究处理后蚯蚓生物量及污泥理化性质(pH值、电导率、灰分、总有机碳TOC)、营养物质(氮TN、磷TP、钾TK)和重金属(Cu、Zn、Pb、Cr)质量比的变化.结果表明,蚯蚓能很好地适应直接投加污泥的生存环境,各组蚯蚓平均日增重0.48 g,日产卵3.30个.随着处理时间的增加,污泥的理化性质、营养物质及重金属质量比均有显著变化.蚯蚓处理30 d后,污泥的pH值由7.83降低至6.20,电导率由0.46 S/m增至2.19 S/m,灰分由43.89%增至58.80%,TOC由32.32%降至22.89%;营养物质TN、TP和TK分别提高了35.38%、15.32%和32.02%.;重金属显著减少,降幅由大到小依次为Zn、Cu、Pb、Cr.研究表明,微小双胸蚓可直接处理城市生活污泥,处理后污泥的性质稳定,呈颗粒状,无臭味,不生蛆.     

污泥溶液的酸碱度对重金属Cr、Cd形态的影响

为研究污泥中Cr、Cd的形态与其pH值的关系,本文取样进行了相关试验。通过试验结果,得出如下结论:污泥溶液pH值对重金属Cr、Cd形态及其转化有重要影响。重金属Cr在污泥溶液中主要以残渣态为主,氧化态和还原态基本随着pH值的升高而有所增加,Cr的交换态含量都很低,并随着pH值的升高而降低;Cd的氧化态基本随pH值的提高而增加,酸溶态/交换态含量随pH值的提高而降低。     

河南省武陟县大田土壤重金属形态分布及潜在生态风险评价

为了解河南省武陟县大田土壤重金属Cr、Cd、Pb、As、Cu、Se、Ni和Co的形态分布和生态风险情况,在该区域采集了12个表层土壤(0～20cm)样品,采用修正的BCR连续提取法进行形态分析,探讨其生物有效性,并采用Hakanson指数法评价了重金属的潜在生态风险.结果表明,土壤中不同重金属的形态分布差异很大,其中,Cr、As、Ni和Co均主要以残渣态存在,分别占其总量的66.6％、61.4％、50.7％和41.8％;Cu和Se主要以可氧化态存在,分别占其总量的43.8％和67.8％;Pb主要以可还原态存在,占总量的61.1％;Cd主要以酸提取态存在,占总量的53.3％.生物有效性分析表明,Cd的可利用态K1为0.933,生物有效性是最大的,对土壤生态系统的潜在危害性较大,其次是Pb和Co;Cu和Se在土壤环境发生变化时,很容易再次释放到外界环境中;Cr、As和Ni不易被外界生物利用.潜在生态风险评价结果显示,以国家土壤环境质量标准二级标准为参比值时,Cr、Cd、Pb、As、Cu和Ni的单项潜在生态风险程度均为轻微,综合潜在生态风险处于轻微等级.     

污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

南京市城市污泥和工业污泥中典型矿质元素含量和形态分布研究

采用三态连续提取法研究南京市部分城市污泥和工业污泥中典型矿质元素的含量和形态分布,为污泥资源化的合理利用提供科学参考.结果表明,污泥总体呈高有机质、高氮磷、低K的相似性,但其理化性质如阳离子交换容量(CEC)、pH等有差异.污泥中不同矿质元素含量差异也较大,Fe的浓度最高,其次是Mg、Zn;且不同污泥间同一矿质元素含量的差异也较大.各元素的形态分布有一定差异,Cu主要分布在可氧化态,其酸溶/交换态和可还原态的百分率很低;Zn三态分布均较高;Mg、Mn主要分布在酸溶/交换态;Fe主要分布在残渣态.但三种提取形态百分率之和除Fe外均超过50%.研究同时表明,城市污泥和工业污泥中矿质元素形态分布无显著性差异.     

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.     

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.     

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。     

污染环境重金属酶抑制法快速检测技术研究进展

综述了酶抑制法快速检测环境重金属的原理和方法,介绍了脲酶抑制法及其与之相结合的酶传感器、试剂条、量热计、比色法等痕量重金属快速检测新技术,提出了今后的研究方向.     

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。     

厦门岛内不同功能区土壤与灰尘重金属污染的特征及评估

以厦门岛内城市表层灰尘和土壤为研究对象,系统考察了不同功能区(商业区、风景区、工业区、居住区)表层灰尘和土壤中典型重金属Cr、Cu、Cd和Zn的质量比水平和分布情况,采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价其污染程度,并分析它们的相关性及可能来源。用综合污染指数法得出土壤重金属污染强度从大到小依次为工业区(7.8)、商业区(4.9)、风景区(3.8)、居住区(3.5),灰尘的污染强度顺序为工业区(4.5)、商业区(3.9)、居住区(2.2)、风景区(2.1)。单因子污染指数法结果表明,各功能区土壤及灰尘都受到了重金属污染(Pi1),且与综合污染指数法得到的污染强度顺序类似,在土壤方面,商业区所有元素,风景区除Cr外,工业区除Pb、Cd外,居住区的Cu、Pb、Zn都达到了重度污染(Pi3);对于灰尘,商业区和工业区的Cu、Zn均达到了重度污染。相关性分析结果表明,各功能区的元素间无负相关关系,表明各元素间没有显著的抑制关系。从总量上看,土壤比灰尘中重金属质量比更高。最后对比分析了我国其他城市与厦门市的土壤重金属质量比。     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。