【摘要】：污水處理廠每天會(huì)產(chǎn)生大量的污泥,其中有機(jī)質(zhì)、氮、磷的含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西北地區(qū)土壤中相應(yīng)的成分含量,有著極好的農(nóng)業(yè)肥料應(yīng)用前景,目前最大的限制因素是污泥中重金屬超標(biāo)問(wèn)題。本文通過(guò)將海藻酸鈉與沸石的混合溶液滴加到氯化鈣溶液中發(fā)生凝膠反應(yīng)制備出了一種新型的重金屬吸附微球,首先研究了海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球?qū)θ芤褐幸訮b~(2+)和Cd~(2+)為代表的重金屬離子吸附特性;進(jìn)一步采用五步提取法結(jié)合原子吸收分光光度計(jì)測(cè)出西安三個(gè)污水處理廠的干污泥樣本中Pb、Cu、Cd、Zn四種重金屬不同形態(tài)的含量,以遷移性的強(qiáng)弱和對(duì)環(huán)境的危害(T1T2T3T4T5)將五種形態(tài)分為不穩(wěn)定態(tài)和穩(wěn)定態(tài),T1、T2、T3、T4屬于不穩(wěn)定態(tài),T5屬于穩(wěn)定態(tài),利用地累指數(shù)法進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);最后基于海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球處理吸附重金屬的特性,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬應(yīng)用研究,討論在微球投入污水處理過(guò)程中對(duì)污泥中重金屬總量、各重金屬形態(tài)比例和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的影響。研究得出的結(jié)果如下:(1)海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球在Pb~(2+)和Cd~(2+)的離子濃度為150mg/L時(shí)的吸附飽和量分別為21.6mg/g、12.4mg/g,通過(guò)分析吸附重金屬離子符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型說(shuō)明是復(fù)合吸附的過(guò)程,既有物理吸附又有化學(xué)吸附。對(duì)比同條件下單一的沸石的吸附飽和量17.1mg/g、6.7mg/g,分別提升了26.3%和85.1%,對(duì)Cd~(2+)吸附量的提升尤為明顯。(2)海藻酸鈣中有大量負(fù)電荷的羧酸根離子(COO-)能與Pb~(2+)和Cd~(2+)結(jié)合,生成藻酸的重金屬鹽沉淀被儲(chǔ)存在囊腔內(nèi)與沸石活性點(diǎn)相互獨(dú)立,削弱鉛鎘的相互抑制性,增大在兩種重金屬共存時(shí)海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球的吸附飽和容量。能適應(yīng)多種重金屬離子共存的條件,適合處理含有多種重金屬的市政污泥。(3)取自三個(gè)污水處理廠的污泥利用地累指數(shù)法進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),Pb和Zn屬于2級(jí)中度污染,Cd和Cu屬于3級(jí)強(qiáng)污染,不經(jīng)過(guò)處理的話進(jìn)入生態(tài)環(huán)境將會(huì)造成嚴(yán)重危害,尤其是Cd和Pb對(duì)人來(lái)說(shuō)具有較強(qiáng)的毒性。(4)以西安草灘污水處理廠A~2/O生物反應(yīng)池產(chǎn)生的污泥為模擬對(duì)象,經(jīng)過(guò)海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球的處理,污泥中重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)Pb和Zn由中度污染降低到了無(wú)污染級(jí)別;Cd和Cu強(qiáng)污染降低到了中度污染級(jí)別,經(jīng)過(guò)處理的污泥更加適合堆肥。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ424;X703
【圖文】：

西安建筑科技大學(xué)碩士論文表 2.1 海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球的物性特征Table 2.1 physical properties of calcium alginate crosslinked zeolite microspheres海藻酸鈉雖然能溶于水，但是容易形成絮狀物使溶液不均勻?qū)?shí)驗(yàn)造成影在將海藻酸鈉溶液與沸石混合前也需要過(guò) 200 目的篩。針管滴法時(shí)，其面不宜過(guò)高，否則容易造成微球與液面受到過(guò)大的重力沖擊形成扁平狀名稱直徑（mm）體積（mm3/個(gè)）重量(mg/個(gè))含水率（%）密度(mg·mm3)鈣交微球2.15 3.95 4.89 79% 1.24

圖 2.2 pH 值對(duì)海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球吸附的影響 2.2 Effect of pH on the adsorption of calcium alginate crosslinked microspheres間對(duì)吸附量的影響為 6.5，Pb2 +和 Cd2 +的離子濃度為 150mg/L 時(shí)的吸附時(shí)間與海藻吸附 Pb2 +和 Cd2 +的吸附量與時(shí)間的關(guān)系如圖 2.3a，吸附基本上，后期逐漸趨向平穩(wěn)。，極性越大的物質(zhì)越容易被沸石吸附。兩個(gè)小時(shí)的吸附速率最快占吸附量的 80%左右。對(duì) Pb2 +和 Cd2 變化差距越來(lái)越大，對(duì) Pb2 +的吸附速率和總的吸附量都要大于

圖 2.2 pH 值對(duì)海藻酸鈣交聯(lián)沸石微球吸附的影響Fig. 2.2 Effect of pH on the adsorption of calcium alginate crosslinked zeolitemicrospheres2.4.3 吸附時(shí)間對(duì)吸附量的影響當(dāng) pH 為 6.5，Pb2 +和 Cd2 +的離子濃度為 150mg/L 時(shí)的吸附時(shí)間與海藻酸鈣交沸石微球吸附 Pb2 +和 Cd2 +的吸附量與時(shí)間的關(guān)系如圖 2.3a，吸附基本上在前四小時(shí)完成，后期逐漸趨向平穩(wěn)。，極性越大的物質(zhì)越容易被沸石吸附。其中前兩個(gè)小時(shí)的吸附速率最快占吸附量的 80%左右。對(duì) Pb2 +和 Cd2 +的吸附隨著時(shí)間變化差距越來(lái)越大，對(duì) Pb2 +的吸附速率和總的吸附量都要大于 Cd2 +。

【參考文獻(xiàn)】

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4 李韻詩(shī);馮沖凌;吳曉芙;石潤(rùn);;重金屬污染土壤植物修復(fù)中的微生物功能研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2015年20期

5 劉姚君;;水泥窯協(xié)同處置污泥政策及發(fā)展分析[J];水泥;2014年07期

6 王清萍;況燁;金曉英;陳祖亮;;海藻酸鈣包覆納米Ni/Fe顆粒用于同時(shí)去除水中銅離子和氯苯[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

7 王曉利;曾正中;王厚成;南忠仁;;污泥處理處置及資源化方法探討[J];環(huán)境工程;2014年03期

8 鐘佳;魏源送;趙振鳳;應(yīng)梅娟;周國(guó)勝;熊建軍;劉培財(cái);葛振;丁剛強(qiáng);;污泥堆肥及其土地利用全過(guò)程的溫室氣體與氨氣排放特征[J];環(huán)境科學(xué);2013年11期

9 王剛;;國(guó)內(nèi)外污泥處理處置技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];環(huán)境工程;2013年S1期

10 XIE Qiang;XIE Jie;CHI LiNa;LI ChunJie;WU DeYi;ZHANG ZhenJia;KONG HaiNan;;A new sorbent that simultaneously sequesters multiple classes ofpollutants from water: Surfactant modified zeolite[J];Science China(Technological Sciences);2013年07期

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5 李效紅;β-環(huán)糊精改性沸石吸附水中有機(jī)污染物和重金屬的研究[D];蘭州交通大學(xué);2012年

6 李曉晨;城市污水處理過(guò)程中重金屬形態(tài)分布及潛在遷移性研究[D];河海大學(xué);2006年

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4 趙春陽(yáng);A~2/O工藝處理滲瀝液中重金屬的特性研究[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2013年

5 陳炳睿;固化劑對(duì)土壤重金屬的固化效果及改性研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2012年

6 張祥楠;生物淋濾法去除污泥中重金屬[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2012年

7 楊倩倩;城市污水污泥中重金屬的物化浸提及其形態(tài)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 龍桂林;改性沸石的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2007年

9 甘海軍;浙江省城市污泥的處置對(duì)策與資源化利用研究[D];浙江大學(xué);2006年

10 王顯海;重金屬污染土壤化學(xué)萃取技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2752524