城市污水污泥中重金属的稳定化研究

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论文针对污泥中的代表性污染物-重金属的性质、形态及其稳定化技术开展研究.论文研究的成果可作为污泥农林利用研究的基础.论文第一部分对污泥中重金属的总量及存在形态进行分析.研究选择几种有代表性的污泥,分别测定其重金属的总量,并把测定的重金属总量与污泥农用标准进行比较.研究发现各种污泥中均有超标元素(主要超标元素为Zn、Cu、Ni),证明污泥农用前对重金属进行处理是必要的.进行总量测定的同时,跟踪测定了生活污泥中重金属含量的季节性变化趋势.论文对三种超标重金属在污泥中的存在形态进行了研究.发现Zn元素在几种污泥中的不稳定形态均较高,在污泥农林利用过程中容易被植物吸收利用;Cu元素主要以稳定的有机结合态和残渣态存在于各种污泥中,稳定性较好,在污泥农用过程中不易释放到环境中;Ni元素在几种污泥样品中,稳定态与不稳定形态的比例较为相近.论文第二部分重点进行了三种重金属稳定化试验研究.通过分析重金属的性质和特点,论文采用了药剂稳定化技术,并选择三种不同的药剂(石灰、硅酸盐和无机硫化物)进行重金属的稳定化试验.在对污泥中含量较高的三种元素Zn、Cu、Ni进行的研究中发现,任何一种药剂均不能实现Zn、Cu、Ni三种元素共同的稳定化.通过采用混合药剂对污泥中的重金属进行稳定化实验,筛选得到了适合实验污泥特点的稳定化药剂及合适的配比,即采用5%无机硫化物和5%石灰的组合.通过重金属的稳定化模拟实验,进一步建立起污泥中重金属含量与药剂加入量的关系.最后,论文采用以上研究确定的稳定化药剂和配比对几种不同性质的污泥进行了重金属的稳定化试验.实验结果进一步验证了所选择稳定化技术和药剂在重金属稳定化处理中的效果.论文第三部分进行了稳定后重金属的形态分析、污泥的化学性质分析及重金属在模拟土壤中的迁移等三个部分的实验研究,并对重金属的药剂稳定化作用进行了理论分析.研究结果表明,重金属经药剂稳定化处理后,重金属的形态发生了变化,即不稳定态的比例显著减少.通过稳定化前后污泥中重金属形态变化结果的分析,对稳定化作用进行了合理的解释.同时,实验测得经过稳定化处理后污泥中的营养成分含量仍远高于土壤,因此将污泥和土壤(沙土)混合将有利于改善土壤的性质,提高其营养物质的含量.通过模拟酸雨条件开展了三种重金属的迁移转化实验研究.研究发现:经过稳定化处理后的污泥,随淋溶液pH值的降低和淋溶量的增加仅有少量污泥中含量较高的元素向土柱深层迁移,迁移量和迁移深度明显低于稳定处理以前的污泥.研究结果为实际预测稳定处理后的重金属在土壤中的迁移提供依据.论文的研究结果为解决农用污泥中重金属的有效处理提供一条新思路与新途径,也为建立污泥资源化示范工程提供理论基础,具有显著的理论价值和重要的现实意义.
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