城市污泥中重金属的水热钝化处理研究

发布时间：2018-04-12 06:13

  本文选题：城市污泥 + 水热处理　； 参考：《北京交通大学》2017年硕士论文

【摘要】：城市污水厂的不断建设,使污泥的产量逐渐增加,如何合理的处置这些污泥是城市发展急需解决的重要问题。从长远看,污泥土地利用是实现污泥资源化的有效途径之一。但在土地利用前,必须对污泥中的重金属进行处理,降低其生态风险。水热处理技术可以有效实现污泥的稳定化,特别是低温条件下的水热处理发展前景广阔,如果配合适当的钝化剂,可以有效控制其中重金属的生态风险,有助于实现污泥的土地利用。本论文从重金属浓度、赋存形态和生态风险评价三个方面探讨低温(150℃)条件下水热处理对污泥中重金属行为的影响。同时对影响重金属行为的因素,如反应温度、反应时间和钝化剂类型及用量等进行研究。结果表明:(1)水热处理能够很好的降低污泥的含水率,实现污泥的减量化。同时,污泥中的重金属呈现富集现象,在140℃、8h条件下,富集率最高达130%,这对重金属的稳定化处理增加了 一定的难度。(2)水热处理后,进入液相部分的重金属比例保持在2%以下。固相部分中重金属的赋存形态发生了一定的变化,特别是在140℃、8h条件下,Cu、Cd和Cr的残渣态(T5)比例分别上升了 5.12%、2.64%和3.36%。Pb和Hg的T5态所占比例有所下降,主要是由于直接风险态(T1+T2)和无风险态(T5)向潜在风险态(T3+T4)的迁移转化。污泥含水率降低而导致的重金属富集使地累积指数和潜在生态危害指数的数值略有增加,其中Cd和Hg的危险程度最高。(3)添加钝化剂后,进入液相部分的重金属比例下降了到1.5%以内,更多的重金属残留在固相部分中。钝化剂对重金属赋存形态的影响很大,Cu和Zn的可还原态(T4)比例及Cd、Pb、Cr和Hg的残渣态(T5)比例均有明显上升。添加羟基磷灰石会增加Cr的直接生态风险,而添加尿素可以降低所有六种重金属的直接生态风险。对于Cd、Pb、Cr和Hg,两种钝化剂均可降低其间接生态风险,使污泥在环境中的稳定性增强。通过生态风险评价结果可以看出,钝化剂对Cd和Hg有良好的稳定化效果,能有效降低其在环境中的危险等级,从而使污泥更加稳定。整体而言,羟基磷灰石的稳定化效果稍好于尿素。总之,添加钝化剂后的水热处理能明显降低污泥中重金属的生物可利用性和环境迁移性,使污泥更加稳定。而这种稳定化作用与反应时间、反应温度、钝化剂类型和用量有密切关系。
[Abstract]:With the continuous construction of municipal wastewater treatment plant, the output of sludge is increasing gradually. How to dispose the sludge rationally is an important problem that needs to be solved urgently in the development of city.In the long run, sludge land use is one of the effective ways to realize sludge resource utilization.But before land use, the heavy metals in sludge must be treated to reduce the ecological risk.The technology of hydrothermal treatment can effectively realize the stabilization of sludge, especially the hydrothermal treatment at low temperature has a bright future. If the proper passivating agent is used, the ecological risk of heavy metals in the sludge can be effectively controlled.It is helpful to realize the land use of sludge.In this paper, the effects of hydrothermal treatment on the behavior of heavy metals in sludge were studied from three aspects: concentration of heavy metals, occurrence forms and ecological risk assessment.The factors influencing heavy metal behavior, such as reaction temperature, reaction time, type and amount of passivator, were also studied.The results show that hydrothermal treatment can reduce sludge moisture content and realize sludge reduction.At the same time, the heavy metals in sludge showed enrichment phenomenon. At 140 鈩，

本文编号：1738506