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1、第3l卷第1期環(huán)境化學(xué)Vo1．31，No．12012正1月ENVIRONMENTALCHEMISTRYJanuary2012可控濕法氧化聚沉工藝對城市污泥中重金屬的穩(wěn)定化影響彭韜何純蓮一李志光王貴超伏振宇(1．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，長沙，410128；2．湖南師范大學(xué)醫(yī)學(xué)院，長沙，410006)摘要采集了長沙市污水廠的剩余污泥(s。)和濕法氧化聚沉工藝處理的深度脫水污泥(s)，對比分析了處理前后污泥的形貌變化及重金屬zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的形態(tài)分布，初步探討了重金屬穩(wěn)定化機理，對脫水污泥中重金屬zn、cu、Pb、Cd、Hg和As進行了穩(wěn)定性評估．結(jié)果表明，脫水污泥中重
2、金屬的總量均低于我國污泥農(nóng)用標準中的酸性限值，符合B級污泥泥質(zhì)要求．處理后，污泥中zn、cu、Pb、Cd、Hg和As主要以硫化物有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)(穩(wěn)定態(tài))存在，不穩(wěn)定態(tài)在不同程度上向穩(wěn)定態(tài)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，Cu、Hg的增幅最大，達21．1％．S中重金屬的生物可利用性較s。都有顯著的降低，平均降幅達73．1％，S：中重金屬的生物可利用性順序為：Zn>Pb>Cu>Cd>As>Hg．污泥經(jīng)過濕法氧化聚沉工藝處理后，污泥中重金屬zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As得到了明顯的穩(wěn)定化，為污泥后續(xù)資源化、安全化提供了科學(xué)依據(jù)．關(guān)鍵詞污泥，重金屬，形態(tài)分布，穩(wěn)定化．隨著我國城市化進程的不斷加快，污
3、水處理率不斷提高，城市污泥的產(chǎn)量日益增加．由于城市污泥中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分¨，因此，城市污泥可用作肥料和土壤改良劑．但是，在污水處理中，污水中50％一8O％以上的重金屬通過細菌吸收、表面吸附以及與無機鹽共沉淀等多種途徑，濃縮在剩余污泥中，限制了污泥的資源化利用．研究表明，重金屬的生物毒性在很大程度上取決于其存在的元素形態(tài)，元素總量已經(jīng)不能很好地衡量其化學(xué)活性、遷移性及最終對生態(tài)系統(tǒng)或生物有機體的影響J．因此，研究城市污泥中重金屬的化學(xué)形態(tài)分布并對其穩(wěn)定性作出評價具有重要的現(xiàn)實意義．污泥經(jīng)過穩(wěn)定化處理能夠?qū)⒅亟饘俎D(zhuǎn)化為難溶或不溶態(tài)，降低重金屬的生物活性．本課題組所
4、采用的濕法氧化聚沉工藝處理剩余污泥，即利用物理化學(xué)方法，加入破膜導(dǎo)向劑，經(jīng)濕法導(dǎo)向氧化作用，進行可控破膜，在加入聚沉劑進行可控聚沉，經(jīng)板框壓濾機壓濾深度脫水，可使含水量超過90％的污泥一次性處理至含水量5O％以下，實現(xiàn)了污泥的減量化、無害化．本文對經(jīng)濕法氧化聚沉工藝處理的深度脫水污泥和未處理的剩余污泥進行了電鏡掃描(SEM)分析并對重金屬的形態(tài)分布進行對比分析，對經(jīng)濕法氧化聚沉工藝處理的深度脫水污泥中重金屬的穩(wěn)定性作出了評估，以期為城市污泥安全化、資源化后續(xù)處理提供數(shù)據(jù)參考．1材料與方法1．1實驗儀器和材料實驗儀器：(TAS一986)原子吸收分光光度計(北京普析通用有限責(zé)任公司
5、)，(JSM-6380LV)電鏡掃描儀(日本株式公社)，DKZ系列一電熱恒溫振蕩水槽(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)，PHS一3B型pH計(上海精科儀器廠)，LXJ．1I．低速離心機(上海醫(yī)用分析儀器廠)．污泥樣品：剩余污泥(S)取自長沙市污水處理廠濃縮池，呈黑褐色，稍有臭味，pH=7．00．脫水污泥(S，)為經(jīng)過濕法氧化聚沉法技術(shù)處理后深度脫水而得，呈黑褐色塊狀，無臭味，pH=6．44，含水率為2011年5月1日收稿．國家自然科學(xué)基金(2l176063)；湖南省科技廳(201Osl(3012)；長沙市科技局重點項目(K1001023-31)；湖南省科技廳重點項目(2010CK20
6、03)；長沙市科技局科技計劃項目(K1004033—11)資助．{}通訊聯(lián)系人，Tel：13874801689；E—mail：chunlianhe68@163·com1期彭韜等：可控濕法氧化聚沉工藝對城市污泥中重金屬的穩(wěn)定化影響49．51％，自然風(fēng)干磨碎，過100目尼龍篩，裝入玻璃瓶陰涼干燥處待用．實驗所用藥品均為分析純，水均為去離子水．1．2城市污泥中重金屬zn、Cu、Pb、cd、Hg和As的全量消解和形態(tài)分析采用王水+高氯酸法_5對樣品進行全量消解，稱取適量樣品置于50mL小燒杯，加入提前30min配制的王水4mL，蓋上表面皿，用電熱板低溫加熱至近干，加入1．5mL高氯酸，
7、加熱至冒白煙，再加1mL高氯酸，加熱至近干，冷卻，用適量的去離子水洗滌燒杯內(nèi)壁和表面皿，加熱至近干，1％HNO溫?zé)崛芙?，過0．45m濾膜于25mL容量瓶，1％HNO定容．污泥及提取液中zn、cu、Pb和cd重金屬均采用原子吸收分光光度法測定，Hg采用雙硫腙法測定，As采用二乙基二硫化氨基甲酸銀分光光度法測定．設(shè)置3個平行樣，結(jié)果以算術(shù)平均值表示．對于污泥中重金屬的形態(tài)提取，本文采用大多數(shù)研究者認可的Tessier五步法J，浸提方法為取泥樣2份，裝入100mL塑料離心管進行分步提?。?1)金屬
