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隨著近年來(lái)城市污水產(chǎn)生量的增加、處理設(shè)施的不斷完善以及處理程度的深化,污泥的產(chǎn)生量持續(xù)增加。由于污泥中含有植物生長(zhǎng)必須的營(yíng)養(yǎng)元素,如 N、P、K等,因此污泥農(nóng)用是實(shí)現(xiàn)污泥資源可持續(xù)利用和提高土壤肥力的重要途徑。但是污泥中含有的有害重金屬也會(huì)遷移進(jìn)入土壤,不僅能影響作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育,而且可能通過(guò)直接接觸、食物鏈等途徑危及人類(lèi)的生命和健康,從而降低污泥的利用價(jià)值。重金屬的生物活性、遷移性不僅取決于總量,在很大程度上更加取決于重金屬的形態(tài)。因此對(duì)污泥中的重金屬進(jìn)行鈍化處理,降低其生物有效性和活性,以減小重金屬利用的風(fēng)險(xiǎn),是污泥利用研究領(lǐng)域所關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。
本文以蘭州市七里河安寧污水處理廠的脫水污泥為原料,以純化的甘肅靖遠(yuǎn)紅色凹凸棒石粘土為鈍化劑,通過(guò)研究凹凸棒-污泥混合物在4種時(shí)間(0d、10d、20d和30d)時(shí)的pH和EC,4種重金屬(Cu、Ni、Cr、Zn)的全量、水溶態(tài)和DTPA浸提態(tài)含量、BCR連續(xù)提取法的形態(tài)分布以及重金屬生態(tài)毒性的變化情況,運(yùn)用方差分析和多重比較對(duì)比分析了純化凹凸棒石對(duì)污泥中重金屬的有效性的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
(1)在凹凸棒經(jīng)純化后,晶體分布均勻、分散性好、形態(tài)細(xì)小,凹凸棒的純度和比表面積均提高。
(2)在污泥原料中,4種重金屬總量大小順序?yàn)閆n>Cu>Cr>Ni。Cu、Ni和Cr的形態(tài)分布一致:F4>F3>F1>F2,Zn的形態(tài)分布為:F4>F3>F2>F1。Cu和Ni主要以不穩(wěn)定態(tài)存在;Cr和Zn的主要為穩(wěn)定態(tài)存在。
(3)同一時(shí)間下,污泥的pH值均隨凹凸棒添加比例的升高而增大;同一種凹凸棒石添加比例下,污泥的pH值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。0d時(shí),污泥的EC值初始值隨凹凸棒添加比例的升高而減小,其余時(shí)間點(diǎn)下EC值初始值隨凹凸棒添加比例的升高而增大;隨著時(shí)間延長(zhǎng),對(duì)照處理下EC值基本恒定不變,其它凹凸棒添加比例下的混合物的EC值呈現(xiàn)出先降后升的趨勢(shì)。
(4)凹凸棒添加比例的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)均能使污泥中重金屬 Cu、Ni、Cr和 Zn的水溶態(tài)百分含量的減少。凹凸棒添加比例的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)污泥中重金屬 Ni和Zn的DTPA浸提態(tài)百分含量的減少能夠起到積極作用,凹凸棒添加比例的增加使Cu和Cr的DTPA浸提態(tài)百分含量的減少,但時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)激活重金屬Cu和Cr。
(5)同一時(shí)間下,凹凸棒石添加比例的增加能促使Cu的F1、F2和F3向F4轉(zhuǎn)化, Ni的F1向F2、F3和F4轉(zhuǎn)化,Cr的F1、F2和F4向F3轉(zhuǎn)化,Zn的F1、F3向F2、F4轉(zhuǎn)化。
(6)對(duì)于Cu和Ni,同一時(shí)間下,凹凸棒添加比例的增加使遷移率減小,促進(jìn)活性形態(tài)向穩(wěn)定形態(tài)的轉(zhuǎn)變;同一凹凸棒石添加比例下,時(shí)間的延長(zhǎng)使遷移率增大,促進(jìn)穩(wěn)定形態(tài)向活性形態(tài)的轉(zhuǎn)變。對(duì)于Cr,不論是凹凸棒石添加比例增加還是時(shí)間的延長(zhǎng),均使遷移率增大,促進(jìn)穩(wěn)定形態(tài)向活性形態(tài)的轉(zhuǎn)變。對(duì)于 Zn,不論是凹凸棒石添加比例增加還是時(shí)間的延長(zhǎng),均能減小遷移率,促進(jìn)活性形態(tài)向穩(wěn)定形態(tài)的轉(zhuǎn)變。
(7)凹凸棒石添加比例和時(shí)間的增加均能促進(jìn)污泥中重金屬的生態(tài)毒性的降低。

    關(guān)鍵詞：
    污泥處理 重金屬 鈍化作用 純化凹凸棒
    作者：
    劉輝
    學(xué)位授予單位：
    蘭州交通大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專(zhuān)業(yè)：
    環(huán)境工程
    導(dǎo)師姓名：
    任珺
    學(xué)位年度：
    2014
    語(yǔ)種：
    中文
    分類(lèi)號(hào)：
    X703.1
    在線(xiàn)出版日期：
    2015年04月01日