本文關(guān)鍵詞：污泥水熱處理過程中重金屬的遷移行為，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：污水污泥是一種廢棄物,也是一種潛在的資源。從長遠來看,污泥的土地利用是一個相對比較好的選擇,可以充分實現(xiàn)污泥的資源化價值。但在土地利用之前,必須對污泥進行穩(wěn)定化處理,并對污泥中重金屬的風險進行控制。近年來,水熱處理技術(shù)由于簡單、經(jīng)濟而被認為是一種非常有前景的污泥穩(wěn)定化處理方法;尤其是低溫(300℃)條件下的水熱處理技術(shù)更有優(yōu)勢。但該過程中重金屬的行為及其環(huán)境風險還需要進一步的研究和探討。本研究從濃度、形態(tài)分布以及浸出毒性三個方面探討低溫水熱處理下污泥中重金屬的行為。同時,對該過程中影響重金屬遷移行為的因素(如溫度、木質(zhì)纖維素類物質(zhì)和磷)進行了研究。結(jié)果表明:水熱處理極大地改善了污泥的脫水性能。當污泥在170℃、200℃和280℃下處理并經(jīng)固-液分離后,污泥的含水率分別由原來的85%降低到75%、62%和45%。水熱處理對污泥中的重金屬具有溶出和富集兩方面的作用。同時,水熱處理促使幾種重金屬均由弱結(jié)合態(tài)向更穩(wěn)定形態(tài)遷移,使得各重金屬的風險大幅降低。特別是污泥經(jīng)280℃處理后,各重金屬的風險均降到最低;其中以弱結(jié)合態(tài)存在的Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb的含量分別降低了68.48%、78.78%、91.10%、75.62%、98.93%和74.29%。同時,污泥經(jīng)280℃處理后,除Pb的可浸出量變化不大以外,Cu、Cd、Zn、Cr和Ni的可浸出濃度分別降低了97.46%、93.91%、86.14%、73.33%和71.93%。水熱處理過程中稻殼的添加改變了污泥中重金屬的行為。200℃條件下,稻殼的添加促使污泥中的Cr、Cu和Cd由不穩(wěn)定形態(tài)(F1到F4)向穩(wěn)定態(tài)(F5)遷移;但卻導(dǎo)致Zn和Pb的直接風險增加。280℃條件下,稻殼的添加促使除Pb以外的各種重金屬由相對穩(wěn)定的形態(tài)同時向弱結(jié)合態(tài)和穩(wěn)定態(tài)遷移。此外,稻殼的添加促使污泥中可浸出金屬(Pb除外)的含量降低。這表明,水熱處理過程中重金屬的遷移行為受污泥中木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的影響,該影響因處理溫度、重金屬種類及木質(zhì)纖維類物質(zhì)含量的不同而不同。本研究所采用的污泥中,約89%的磷以磷灰石態(tài)存在;同時水熱處理促使其他形態(tài)的磷向磷灰石態(tài)轉(zhuǎn)化。水熱處理過程中羥基磷灰石(HAP)的添加不僅改變了重金屬的再分配行為,而且進一步強化了Cr、Ni和Cd向更穩(wěn)定化形態(tài)遷移,但同時也使其他幾種重金屬的直接風險有所增加。這表明,污泥中磷的存在對水熱處理中重金屬的遷移行為的影響與處理溫度、磷的含量以及重金屬的種類密切相關(guān)�？傊�,水熱處理對污泥中的重金屬具有一定的穩(wěn)定化作用,而這種穩(wěn)定化作用與處理溫度、污泥中的木質(zhì)纖維素類物質(zhì)以及磷的存在有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：污泥 水熱處理 重金屬 風險評價 穩(wěn)定化
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第1章 緒論13-34
• 1.1 污泥的產(chǎn)生與危害13-15
• 1.2 污泥的處理與處置15-18
• 1.2.1 衛(wèi)生填埋15-16
• 1.2.2 焚燒16-17
• 1.2.3 土地利用17
• 1.2.4 綜合利用17-18
• 1.3 污泥土地利用與未來發(fā)展18-19
• 1.4 污泥重金屬的風險控制19-26
• 1.4.1 污泥重金屬的環(huán)境風險19-22
• 1.4.2 污泥重金屬風險控制方法 - 重金屬的去除22-25
• 1.4.3 污泥重金屬風險控制方法 - 重金屬的穩(wěn)定化25-26
• 1.5 污泥水熱處理與重金屬的穩(wěn)定化26-30
• 1.5.1 污泥熱處理與水熱處理26-27
• 1.5.2 水熱技術(shù)在污泥處理中的應(yīng)用27-29
• 1.5.3 污泥水熱處理與重金屬穩(wěn)定化29
• 1.5.4 存在的問題及未來研究思路29-30
• 1.6 研究目的及意義30-31
• 1.7 研究內(nèi)容及技術(shù)路線31-34
• 1.7.1 研究內(nèi)容31-32
• 1.7.2 本研究的創(chuàng)新點32
• 1.7.3 技術(shù)路線32-34
• 第2章 污泥中重金屬的風險評價方法選擇及應(yīng)用34-46
• 2.1 前言34
• 2.2 材料與方法34-41
• 2.2.1 污泥樣品采集與制備34-36
• 2.2.2 重金屬風險評價方法36-40
• 2.2.3 試劑及儀器40-41
• 2.2.4 分析方法41
• 2.3 結(jié)果與討論41-44
• 2.3.1 污泥中重金屬的濃度及形態(tài)分布41-43
• 2.3.2 RAC評價43-44
• 2.3.3 污泥中重金屬的浸出毒性44
• 2.4 本章小結(jié)44-46
• 第3章 水熱處理對污泥特性及重金屬行為的影響46-70
• 3.1 前言46-47
• 3.2 材料與方法47-49
• 3.2.1 污泥樣品采集與制備47
• 3.2.2 污泥水熱處理過程47-48
• 3.2.3 水熱處理后污泥對重金屬的吸附能力48
• 3.2.4 分析方法48-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-68
• 3.3.1 水熱處理對污泥性質(zhì)的影響49-55
• 3.3.2 水熱處理對污泥吸附能力的影響55-57
• 3.3.3 水熱處理對污泥重金屬行為的影響57-68
• 3.4 本章小結(jié)68-70
• 第4章 木質(zhì)纖維素類物質(zhì)對污泥水熱處理中重金屬行為的影響70-86
• 4.1 前言70-71
• 4.2 材料與方法71-73
• 4.2.1 污泥與稻殼樣品制備71-72
• 4.2.2 水熱處理過程72-73
• 4.2.3 重金屬風險評價方法73
• 4.2.4 分析方法73
• 4.3 結(jié)果與討論73-85
• 4.3.1 稻殼添加對重金屬再分配的影響73-76
• 4.3.2 稻殼添加對污泥重金屬形態(tài)分布及遷移能力的影響76-82
• 4.3.3 稻殼添加對污泥重金屬浸出毒性的影響82-84
• 4.3.4 稻殼添加對污泥中重金屬行為影響的機理分析84-85
• 4.4 本章小結(jié)85-86
• 第5章 污泥水熱處理過程中磷的形態(tài)變化及對重金屬行為的影響86-105
• 5.1 前言86-87
• 5.2 材料與方法87-90
• 5.2.1 污泥樣品制備87-88
• 5.2.2 實驗設(shè)計88-89
• 5.2.3 污泥中磷的形態(tài)分布89
• 5.2.4 分析方法89-90
• 5.3 結(jié)果與討論90-103
• 5.3.1 污泥水熱處理過程中磷的行為90-94
• 5.3.2 水熱處理過程中磷對重金屬行為的影響94-103
• 5.4 本章小結(jié)103-105
• 第6章 結(jié)論與展望105-108
• 6.1 結(jié)論105-106
• 6.2 展望106-108
• 致謝108-110
• 參考文獻110-126
• 附錄126-127

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本文編號：372200