【摘要】：剩余活性污泥是污水處理過程中必然產(chǎn)生的副產(chǎn)物,伴隨著污水處理廠規(guī)模的不斷增大,剩余污泥的處理與處置也成為了一個倍受關(guān)注的環(huán)境問題。污泥含水量高、成分復雜,不僅含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)(如有機質(zhì)、N、P、K等),而且含有大量的病原微生物、重金屬等。大量的剩余污泥如得不到合理地處理和處置,必然會引起二次污染。因此,如何將產(chǎn)量巨大、成分復雜的污泥實現(xiàn)無害化、資源化處置,己成為環(huán)境界倍受關(guān)注的研究課題之一。我們可以總結(jié)出以往對污泥中重金屬污染研究的局限性所在：忽略重金屬的承載體,僅基于固廢毒性浸出的重金屬安全性分析并不能從本質(zhì)上反應污泥中重金屬的存在形態(tài),尤其是熱處理之后污泥中重金屬形態(tài)與安全性之間的關(guān)系不明確。因此,本文利用BCR(連續(xù)提取法)來研究污水污泥熱處理后重金屬的賦存形態(tài),并通過TCLP(毒性析出測試)對熱處理后的污泥的浸出特性(潛在二次污染)進行研究。將熱處理后污泥中重金屬的不同形態(tài)與穩(wěn)定性、釋放／轉(zhuǎn)化規(guī)律有機結(jié)合,闡明不同的污泥處理方法對重金屬污染活性的影響規(guī)律,并建立它們之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)。最終實現(xiàn)污泥的無害化和資源化。實驗研究發(fā)現(xiàn),有氧焙燒可以較理想的將污水污泥中的重金屬穩(wěn)定固化在相對穩(wěn)定的狀態(tài)(F3+F4)中。Cu在(F3+F4)態(tài)中的含量占總含量的約85%,同樣Cr和Pb都處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)中,主要以顆粒物的形式存在。900℃時,Cr在(F3+F4)態(tài)中的含量達到最大值。Zn、Cd和Ni三種重金屬多存在于可溶態(tài)中,具有較強的浸出遷移特性。但不容忽視的是這種狀態(tài)下存在的重金屬具有潛在毒性,隨pH值、環(huán)境中氧化還原條件的改變?nèi)菀字匦箩尫诺江h(huán)境中,引起二次污染。相比于有氧焙燒,無氧熱解可以將更多的重金屬穩(wěn)定固化在殘渣態(tài)中。在無氧熱解的過程中,污水污泥中的有機物經(jīng)過無氧熱解會生成有機碳,殘留在其中,增強了污水污泥中的重金屬的穩(wěn)定固化的作用。實驗發(fā)現(xiàn),除Ni和Cd的狀態(tài)依舊比較不穩(wěn)定。其他四種重金屬Zn、Cr、Cu和Pb,都多存在于F5殘渣態(tài)中。為了進一步優(yōu)化熱處理對污水污泥中重金屬的穩(wěn)定固化,我們采用投加固化劑與熱處理相結(jié)合的方法處理污水污泥中的重金屬。單獨投加氧化鈣,重金屬的浸出濃度會減小,但投加的的比例大于5%時,pH值大于11,不利于后續(xù)的處理與利用；所以結(jié)合二氧化硅與氧化鈣共同投加,隨著比值的減小,重金屬的浸出濃度減小,當比值小于1時,重金屬的浸出濃度增大。無氧熱處理協(xié)同米糠固化污水污泥中的重金屬,熱解溫度為1000℃時,按米糠占污泥含量的0%、5%、10%和20%的比例投加,實驗發(fā)現(xiàn),重金屬Ni與米糠的結(jié)合能力較弱,比較不穩(wěn)定,在污泥和米糠中的存在濃度較大,其它重金屬都比較好的穩(wěn)定固化在殘渣態(tài)F5中。實驗結(jié)果可得,熱處理的方法可以提高污水污泥中重金屬的穩(wěn)定固化能力,但所需的能量都較高,投加固化劑協(xié)同熱處理的方法可以降低反應所需的能量,比較理想的穩(wěn)定固化污水污泥中的重金屬。
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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