城市污水污泥重金屬控制機理及堆肥利用的研究.pdf

1、污泥土地利用是當今國際上非常重視的污泥處置方式,如何防止重金屬的污染一直是污泥農(nóng)用中最重要的問題.該研究根據(jù)固體廢棄物的堆肥化原理及重金屬的不同形態(tài)與生物有效性的關系,結合汛泥中重金屬活性的控制方法,研究了在污泥堆肥中添加粉煤灰、磷礦粉、草炭、沸石和石灰對重金屬的形態(tài)及重金屬的生物有效性的影響,并對不同鈍化劑的不同配經(jīng)進行了篩選和優(yōu)化;在此研究基礎上,探討了污泥堆肥中鈍化劑對重金屬的吸附機理,運用透析及G-75凝膠色譜分離等方法研究了污

2、泥堆肥中重金屬有機形態(tài)的轉變機理.對污泥堆肥和污泥肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用提供了一定的理論依據(jù).研究結果表明:在污泥堆肥中,添加粉煤灰(FA20)的處理對Cu無素的有效態(tài)鈍化效果最好,顯著好于對照;以添加粉煤灰和磷礦粉(FA20和PR10)兩處理對Zn的鈍化效果最好,顯著好于對照;對Mn來講,鈍化效果最好的處理是磷礦粉和石灰(PR15和CL10),對于Pb鈍化效果最好的處理是粉煤灰和磷礦粉(FA10和PR10);而對于Cd來說,以粉煤灰和

3、草炭(FA20和PT10)處理的鈍化效果最好.所以從對有效態(tài)重金屬的鈍化效果來說,粉煤灰、磷礦粉、草炭應該是3種有效的重金屬鈍化劑,其合適的添加比例分別為20﹪、15﹪和10﹪(FA20、PR15、PT10);對于重金屬鈍化劑沸石和草炭,加入重金屬溶液(Cu<'2+>、Mn<'2+>、Zn<'2+>、Pb<'2+>、Cd<'2+>)的濃度越大,鈍化劑對重金屬離子的吸附量越多;不同鈍化劑對重金屬離子的吸附能力略有不同,草炭>沸石;草炭對重

4、金屬的吸附親和力順序為:Zn<'2+>>Mn<'2+>>Cu<'2+>>Cd<'2+>>Pb<'2+>;沸石對重金屬的吸附親和順序為:Zn<'2+>>Cu<'2+>>Mn<'2+>>Cd<'2+>>Pb<'2+>;兩種鈍化劑對重金屬的吸附等溫線與Freundlich和Temkin方程均有較好的擬合性,Langmuir方程不適宜描述兩種鈍化劑對重金屬的等溫吸附過程,其等溫線符合Freundlich吸附等溫模型;對于腐殖對重金屬元素的絡合,

5、堆肥后大分子物質結合更多的Mn,但小分子物質更易與Zn結合;HA不僅結合了大量的Mn,而且HA與Mn的結合非常緊密;堆肥后FA雖然結合了更多的Zn,但FA與Zn接合不緊密;隨著污泥堆肥施用量的增加,雖然盆栽生菜的總干重產(chǎn)量也隨之增加,但土壤和生菜地上部組織的重金屬含量也顯著增加,當施用量≥10﹪時,地上部組織的重金屬含量超過國家食品衛(wèi)生標準;施用污泥肥料雖然地上部組枳的重金屬含量沒有超過國家標準,但不同采收期重金屬含量不同,適時采收可以