随着当今世界人口快速增长和经济的迅速发展,环境污染问题日益严重。各城市污水处理厂的大量兴建,有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。但污水处理过程中产生的大量污泥很容易对环境造成二次污染,由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素,其资源化农用已经成为当今研究的热点,但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素。许多学者针对如何减少和降低城市污泥中重金属毒害作用展开了广泛的研究,但系统性、经济性和实用性还达不到要求。因此对城市污泥进行重金属去除方法和资源化农用的系统研究,就显得有十分重要的意义。重金属的生物活性、迁移性不仅取决于总量,在很大程度上更加取决于重金属的形态。
凹凸棒是一种隶属于海泡石族的2:1型层链状镁铝硅酸盐矿物,凹凸棒的内孔道发达和比表面积较大,具有很好的吸附作用,可以作为良好的吸附剂,凹凸棒已逐渐成为钝化重金属的一个重要材料。本文以兰州市安宁区污水处理厂的污水污泥作为试验对象,在污泥中添加凹凸棒粘土以有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素为目的,对污泥中重金属的含量以及形态变化进行了分析研究。
实验通过添加凹凸棒与污泥混合钝化,测得试样中pH、EC值,Cu、Ni、Cr和 Zn4种重金属的全量,以及4种重金属的水溶态、DTPA提取态含量和BCR形态分布,研究凹凸棒粘土对污泥的钝化作用。实验根据凹凸棒粘土的不同添加量共设计七组实验,混合钝化30天,在整个过程分别在混合初期、10天、20天、30天时采样,分析污泥中4种重金属含量及形态变化,确定凹凸棒粘土对污泥中各种重金属的最佳钝化比例以及钝化时间。
实验结果表明,添加凹凸棒粘土后会影响污泥的pH、EC值,重金属的全量浓度都变小,水溶态、DTPA提取态含量都发生了不同程度的减少。另外重金属的各个BCR形态分布也发生转变,随着添加一定比例的凹凸棒粘土后,Cu、Ni、Cr、Zn都表现了不同程度的钝化效果,即从不稳定形态向稳定形态转变。在凹凸棒粘土投加比为15％,钝化20天时,Cu和Ni的不稳定形态向稳定形态转化最为明显,Cr在投加比为10%,钝化20天时不稳定形态的转化量最大,Zn在投加比为30%,钝化30天时不稳定形态的转化量最大。通过种子萌发实验,在投加15%、30%热改性凹凸棒粘土经过钝化20天至30天时,白菜种子发育状况最好,这与BCR法重金属形态迁移评估的结果基本符合。

    关键词：
    污泥处理 重金属 钝化效果 凹凸棒 热改性处理
    作者：
    白天宇
    学位授予单位：
    兰州交通大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    环境工程
    导师姓名：
    陶玲
    学位年度：
    2014
    语种：
    中文
    分类号：
    X703.1
    在线出版日期：
    2015年04月01日