EDTA与柠檬酸联合腐植酸去除存余垃圾腐殖土中重金属污染研究

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存余垃圾腐殖土通常指存余垃圾筛分处理过程中产生的筛下物,在其资源化利用时常遇到重金属超标的现象,尚不能达到园林绿化用土的标准。本研究以武汉市某垃圾填埋场存余垃圾筛分后的腐殖土为研究对象,针对其Cu、Zn、Mn超标的问题,考察了EDTA、柠檬酸(CA)、腐殖酸(HA)单一淋洗以及EDTA/HA、CA/HA混合淋洗的淋洗效果,使用响应面法对参数进行优化,采用处理后的腐殖土进行了绿化实验,并选取MnO2@高岭土/PMS体系对淋洗产生的淋洗液进行处理。主要研究成果如下:(1)选用的淋洗剂对存余垃圾腐殖土中的Cu、Zn、Mn均有一定去除效果。单一的EDTA和CA淋洗对于Zn和Mn的去除效果分别达到36.53%、33.75%和38.24%、29.66%,优于HA的25.46%、21.45%。单一HA淋洗对Cu的去除率达到40.23%,效果优于EDTA和CA的29.63%和35.72%。化学淋洗对腐殖土p H影响不大,淋洗后有机质、有效氮含量均提高,但保肥能力有所下降。在不同的淋洗剂淋洗后,三种重金属的四种组分均有一定程度下降,且HA对于Cu、Zn、Mn的可交换态和可还原态的去除率较高,分别达到了73.13%和39.11%、62.22%和22.39%、55.33%和49.41%,降低了重金属的毒性和对环境的危害。提高淋洗剂浓度,延长淋洗时间,减小固液比,且保持酸性条件有利于腐殖土中重金属的去除。(2)利用响应面法优化EDTA/HA和CA/HA淋洗体系中的参数条件,结果表明对于EDTA/HA体系,在淋洗剂浓度为0.15 mmol·L-1/1.5 g·L-1,p H为3.03,淋洗时间为286.3分钟,Cu、Zn、Mn的去除效果最好,分别为48.68%、46.12%、30.63%,对于CA/HA体系,在淋洗剂浓度为0.15 mmol·L-1/1.5 g·L-1,p H为3.06,淋洗时间为时292.5分钟,Cu、Zn、Mn的去除效果最好,分别为42.36%、39.67%、28.49%。开展了添加不同比例淋洗后存余垃圾腐殖土作为绿化基质的植物种植试验,发现添加量为25%时,植物的生长长势较好。在种植后的植物中选取添加量为50%的一组对黑麦草、长春花、千日红体内的重金属进行测定,发现均能满足绿化要求,且对淋洗后的腐殖土进行浸出实验,结果显示浸出率在20%以下,说明淋洗有效降低了环境风险。(3)选取MnO2@高岭土/PMS体系,以Cu-EDTA作为目标污染物,进行淋洗液处理效果分析。当[Cu-EDTA]0=50 mg/L,[MnO2@高岭土]=0.2 g/L,[PMS]0/[Cu-EDTA]0=30,初始p H为2.0,反应时间为50 min时,Cu-EDTA的去除率能达到81.15%。随着MnO2@高岭土与PMS浓度的增大,Cu-EDTA的去除率不断增大,但当催化剂浓度大于0.2 g/L或[PMS]0/[Cu-EDTA]0大于30时,去除率不再显著增加。Cu-EDTA的去除率随p H的增加先减小后增大,在p H=7的去除效果最差。结果表明MnO2@高岭土/PMS体系应用于EDTA/HA淋洗腐殖土的淋洗废液中对金属络合物有较好的去除效果。
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