污泥混合填埋后稳定化过程中重金属生物有效性变化研究

摘要

我国城市污水处理行业飞速发展，近年来污水厂污泥产量日益剧增，污泥有效处理势态日趋严峻。我国目前应用最为广泛的方法是污泥填埋法，要实现填埋场的可持续发展，延长填埋场使用年限，促进填埋场有效循环利用，就尤其重要。填埋稳定化处理后的污泥主要利用途径是绿化、农用和土壤改良。因此填埋稳定化处理后的污泥重金属含量，应符合国家污泥污染物控制的相关标准。研究重金属在填埋处理过程中的迁移转化规律和在不同添加剂影响下对重金属生物有效性的影响，对填埋场污泥开采利用及填埋场可持续发展都有相当重要的意义。 本研究以泰安市第二污水厂污泥为研究对象，对重金属在填埋过程中生物有效性的变化、形态分配变化;室温和35℃恒温对生物有效性变化的影响;不同添加剂对生物有效性变化的影响;这三个方面进行研究。 研究表明:在试验中纯污泥随填埋时间推移，重金属总量将会发生变化。纯污泥在室温条件下填埋处理后，如果用于园林绿化、农用和土壤改良方面，污泥中重金属总含量均超出标准。在35℃恒温条件影响下，填埋处理后，污泥中重金属总含量只有农用泥质超出标准，在用于土壤改良和园林绿化时可施用于中性和碱性土壤中，如污泥用于酸性土壤，则其中重金属Cu、Ni、Cd元素超出标准。 当四种添加剂与纯污泥混合填埋处理后，重金属总含量均符合土壤改良、农用以及园林绿化时污染物标准限值的要求，试验表明粉煤灰和建筑垃圾的效果最佳。使用泥土和矿化垃圾处理则对纯污泥引入重金属Cu、Cr、Ni元素。 试验中随填埋处理时间的推移，重金属各元素在污泥中的含量及占重金属总量的比例在各个形态中的变化趋势均不尽相同。填埋处理后的重金属Cr、Cu、Ni、Zn和Pb元素的状态均较为稳定，其生物有效性大幅降低，十分利于污泥填埋处理后资源化再利用。 在改性污泥的试验中，使用添加剂提高了污泥中残留态Cd和硫化态Cd含量，泥土和矿化垃圾添加剂对Cr元素钝化效果非常明显。使用的添加剂基本促进了Pb元素和Cu元素的钝化作用，但其对Ni元素钝化作用影响较为不明显。硫化态Zn元素在不同添加剂影响下都有提高。相较于纯污泥在各形态中的含量，添加剂的引入在不同程度上均降低重金属的活泼态含量，使得残留态和硫化态中含量有所提高。重金属化学性质更加稳定，有效的降低了重金属生物有效性，4种添加剂中以泥土添加剂的效果最为有效。

目录

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摘要

第1章文献综述

1．1污泥的概述

1．1．1污泥的产生

1．1．2污泥的定义

1．1．3污泥的成分及危害

1．1．4污泥的资源化利用

1．2国内外污泥处理与处置的现状及方法

1．3填埋场稳定化过程研究

1．4重金属生物有效性研究概况

1．4．1重金属的危害性

1．4．2填埋场中重金属的形态变化和迁移特征

1．4．3重金属的生物有效性和形态划分

1．5课题研究的内容和意义

第2章实验方法和实验装置

2．1实验材料

2．2实验装置

2．3实验方法

第3章污泥填埋稳定化过程中重金属各元素总量的变化

3．1纯污泥中重金属总量的变化

3．2加入不同添加剂时重金属总量的变化

3．3本章小结

第4章重金属的各形态含量和形态变化

4．1纯污泥中各形态重金属含量变化趋势

4．2纯污泥中各形态重金属所占比例变化趋势

4．3本章小结

第5章结论与展望

5．1结论

5．2展望

参考文献

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