接种蚯蚓堆制处理造纸污泥并制备重金属吸附剂的研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jc622
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随着造纸业的迅猛发展和城镇人口的激增,产生了大量的造纸污泥与城市污泥。造纸污泥纤维含量很高,若将其经过较短时间生物堆肥处理,其纤维腐殖化程度低,故解决其纤维快速腐殖化是一个重要的课题;而城市污泥中存在多种有毒有害污染物,直接农用可能会使作物生长不良,产量下降,甚至造成土壤一水体一植物的污染。污泥的妥善处置已经成为一个亟待解决的问题。而利用蚯蚓处理有机废弃物这种生物技术正好可以解决造纸污泥与城市污泥所带来的环境问题。   本研究主要考察蚯蚓在造纸污泥堆制过程中的生长繁殖状况,测试蚯蚓粪的基本理化特性,并制备一定数量的蚯蚓粪作为重金属吸附剂;优化蚯蚓粪对Cr3+、Zn2+、Ni2+的吸附工艺参数,考察其吸附一解吸规律,确定相关性好的等温吸附方程。此外,将蚯蚓接种到不同配比料的造纸污泥与城市污泥中进行堆制处理,并测试蚯蚓粪基本理化特性及重金属含量变化。本研究得出了以下结论:   (1)可直接接种赤子爱胜蚓处理造纸污泥,堆制60d后的蚯蚓粪pH降低,挥发性固体(VS)、有机质含量大幅下降;造纸污泥经蚯蚓堆制后TN稍有降低,但TP、TK均显著增加。将造纸污泥、城市污泥经蚯蚓堆制处理60d后,各处理的蚯蚓粪pH值降低;VS、有机质含量均大幅下降;在四个处理间,蚯蚓粪的TN、TP、TK含量均差异显著。MI(90%造纸污泥+l0%城市污泥)处理的TN含量显著增加;M2 (75%造纸污泥+25%城市污泥)、M3(60%造纸污泥+40%城市污泥)处理的TP、TK含量均显著增加:四个处理中蚯蚓粪中全Ni、全Cd含量变化不大,除M4 (50%造纸污泥+50%城市污泥)中全Zn含量略有降低,其它处理中全Cu、全Zn含量略有增加但均不显著。   (2)蚯蚓粪吸附重金属的最优工艺参数为:在25mL的100mg/L Cr3+、Zn2+、Ni2+混合溶液中(25℃),调节pH=5.0,吸附剂投加量为32g.L-1,振荡时间180min,粒径≤150μm。   (3)在试验所采用的初始浓度范围内,蚯蚓粪对Cr3+、Zn2+、Ni2+的最大吸附量分别为2814.72、1624.57、1829.63mg.kg-I,其吸附能力强于造纸污泥、泥炭土。Henry和Freundlich方程可以用来拟合Cr3+、Zn2+、Ni2+在蚯蚓粪、造纸污泥及泥炭土中的等温吸附方程。蚯蚓粪、造纸污泥及泥炭土中Cr3+、Zn2+、Ni2+的解吸量均随着吸附量的增大而增加,且在相同初始浓度的条件下,蚯蚓粪对Cr3+、Zn2+、Ni2+的解吸量均低于造纸污泥及泥炭土。   蚯蚓堆肥技术应用的关键是保证蚯蚓能正常的生长与繁殖。本文既为利用蚯蚓处理造纸污泥与城市污泥过程中蚯蚓生长繁殖方面的研究奠定基础,又为开发蚯蚓粪在处理废水重金属方向提供理论基础。
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