城市污水处理过程中重金属形态分布及潜在迁移性研究

发布时间：2020-04-09 12:20

【摘要】：重金属是城市污泥农用的主要制约性因素之一，而重金属在污泥中的赋存形态对其潜在环境行为具有重要的影响。本文以我国两个典型城市污水厂为研究实例，系统研究了在污水处理过程中污水及污泥中重金属的化学形态分布规律，并对污泥中重金属的潜在迁移性和生物有效性进行了研究。得出的主要结论有： (1)城市污泥既具有较高的潜在农用价值，又具有一定的生物毒性。污水处理过程中，不同污泥的理化特性存在明显差异，最终处理污泥的特性主要受初沉池污泥特性的影响。 (2)城市污水生物处理对污水中的重金属具有较高的去除率，且去除率受污水中重金属含量及赋存形态、SS、BOD和COD浓度等因素的影响。 (3)城市污水处理过程对污水的理化特性和重金属的形态分别均会产生重要的影响，且随着污水处理的先后顺序表现出明显的规律性变化。 (4)污泥中重金属的稳定性随着污水处理过程的先后顺序而逐渐增强。Fe、Ni、Cr和Mo主要以残渣态存在；Cu、Pb主要以氧化态和残渣态存在；Mn和Zn在不同污泥中的形态分布不同。重金属的形态分布与金属的特性、污泥的组成及其特性有关，且污泥特性对其影响的方式及程度因金属的不同而不同。 (5)污泥中重金属的浸出、淋溶以及生物富集试验的结果表明，Zn、Mn和Ni具有较强的迁移性，而Pb、Cu和Fe则相对较稳定。重金属的潜在迁移性不仅受污泥特性及金属总量的影响，而且更主要受重金属自身特性和在污泥中的形态分布影响。 (6)污泥中的重金属释放后稳定性有所增强，且其在污泥中的化学形态会发生明显的规律性的再分布现象。 (7)小麦幼苗中重金属含量及对重金属的富集系数均与污泥中重金属的潜在迁移指数(PMI)之间呈显著正相关性，而与污泥中重金属的总量及各种形态含量之间无显著相关性，表明PMI比单纯的形态分析更直观有效地反映污泥中重金属的潜在迁移能力。
【图文】：

形态分布,城市污水处理,污水,重金属

维滤膜过滤的重金属被认为是可溶解性的，称为可溶态金属，总浓度与可溶性金属的浓度的差值作为颗粒态金属。污水中重金属在污水处理过程中的形态分布变化情况如图2一6所示。Cr和Pb主要以颗粒态存在污水中;尤其是RW、PW和SW中的Cr和Pb全部表现为颗粒态，，只有在BW有很小比例的可溶态存在。Cu、Ni和Fe的可溶态比例虽然比Pb和Cr略高，但是也主要以颗粒态赋存于各种污水中，只有BW中的Ni和Fe以及SW中的Cu的可溶态约占总浓度的40%，其余的均不足20%。Zn在四种污水中的赋存形态有较大的差异，其中BW中的Zn主要以可溶态形式存在(占Zn总浓度的70%左右)，而其它三种污水中的Zn主要以颗粒态存在(可溶态的含量仅为总量的20%一40%)。污水中Mo的赋存形态没有明显的分布规律，其中RW和SW中的Mo主要以颗粒态存在(占总量的60%~70%)，而PW和BW中可溶态Mo的比例略高于颗粒态(可溶态所占比例约为60%)。污水中的Mn是这8种重金属中可溶性最大的金属

形态分布,污泥,可交换态,还原态

第五章城市污泥中重金属的浸出及琳浓特性研究别为38%一66%和75%一94%;其次是氧化态分别占总量的24%~43%和5%一26%。MO和Cr都几乎不以可交换态形式存在(只有S1和S2中的Mo存在较低的可交换态，不足2%)，但是Mo的还原态(F2，7%~18%)明显高于Cr的(0一6%)。Ni也主要以残渣态的形式存在于污泥中(77%~90%)，但是与M。、Cr相比，Ni具有更高的可交换态和还原态形式(占总量的4%~16%)。与上述五种金属相比，Zn在四个污泥样品中无明显的形态分布规律，sl和52中占百分率最高的是还原态(约50%);S3和S4中，则是可交换态所占的比例最高，分别为47%和67%，其次是还原态(分别为30%和25%);而四个样品中占总量百分率最低的均是残渣态。
【学位授予单位】：河海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703

【引证文献】