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城市污水廠污泥重金屬特征及處理研究

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文章概述了城市污水處理廠污泥重金屬特征及目前的處理技術(shù)進(jìn)展，并提出了采用新型有機(jī)穩(wěn)定劑對(duì)污泥中重金屬進(jìn)行穩(wěn)定化處理的技術(shù)，可以達(dá)到相關(guān)指標(biāo)要求。

污水廠污泥；重金屬；含量；特征；穩(wěn)定化；有機(jī)穩(wěn)定劑

1 引言

污泥的土地利用可以實(shí)現(xiàn)廢物資源化，是環(huán)境友好的一種處理方法，值得提倡。但在污水處理的過程中，污水中一半以上的重金屬會(huì)進(jìn)入到污泥中，比如銅、鋅、鎘、鉛、鉻等。部分地區(qū)污水廠污泥重金屬的含量大大超過《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918－2002)標(biāo)準(zhǔn)限值。這些重金屬具有難遷移、易富集和危害大等特點(diǎn)，限制了污泥的土地利用，要使污泥無害化、資源化，則需要對(duì)污泥中的重金屬元素進(jìn)行控制。

2 城市污泥重金屬特征

2.1 城市污泥重金屬特征

根據(jù)從2010年-2015年關(guān)于城市污水廠污泥重金屬含量的文獻(xiàn)及資料調(diào)研發(fā)現(xiàn)[2-3]，污泥中重金屬主要為銅、鋅、鎳、總鉻、鎘、鉛、汞和砷8種重金屬，這些重金屬含量都高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，其中銅、鋅和鎘超背景值100～200倍，是污泥中主要的污染元素。

2.2 城市污泥重金屬處理技術(shù)概況

目前對(duì)于污泥中重金屬的控制技術(shù)主要包括物理法、生物法化學(xué)法、電動(dòng)修復(fù)、固定化/穩(wěn)定化等方法，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。如，化學(xué)法由于要對(duì)污泥進(jìn)行酸化，且處理過后的酸性溶液需要中和，增加了試劑和設(shè)備成本；電動(dòng)修復(fù)電能消耗大，每次處理的污泥量有限，一般情況下會(huì)與其它的處理技術(shù)聯(lián)用，應(yīng)用受到限制；生物法處理時(shí)間長，工藝穩(wěn)定性差。

重金屬穩(wěn)定劑主要有無機(jī)穩(wěn)定劑和有機(jī)穩(wěn)定劑兩種。現(xiàn)無機(jī)穩(wěn)定劑的應(yīng)用較為常見，但其存在狀態(tài)不夠穩(wěn)定，在穩(wěn)定化開展過程中易受環(huán)境變化從而使重金屬重新進(jìn)入地表水或地下水。

3 城市污泥重金屬處理技術(shù)研究

污泥樣品取自某污水處理廠，是經(jīng)機(jī)械脫水后的剩余污泥，含水率為80.5%，固含量為19.5%，污泥樣品(干基)中的重金屬含量如表1。

表1 污泥樣品(干基)中重金屬含量(mg/kg)

(1)污泥預(yù)處理：取1000g濕污泥樣品(干重196g)，加水1000g，制成污泥漿，加入硫酸25g，加入雙氧水40g，攪拌30min后，加入石灰，將污泥漿的pH值調(diào)節(jié)至7.5；

(2)污泥中重金屬的脫除：將預(yù)處理后的污泥漿置于浮選機(jī)中，加入硫化鈣2g，攪拌10min后，加入丁黃藥0.05g，丁銨黑藥0.05g，攪拌10min后，加入松醇油0.05g，攪拌5min后，進(jìn)行浮選，浮選刮泡時(shí)間12min，得到泡沫產(chǎn)品，泡沫產(chǎn)品(干基)質(zhì)量為8.5g，泡沫產(chǎn)品相對(duì)于污泥樣品(干基)的產(chǎn)率為4.36%。浮選泡沫產(chǎn)品(干基)中重金屬含量與品位如表2，浮選后污泥(干基)中重金屬含量如表3，污泥(干基)中重金屬的脫除率如表4。

表2 浮選泡沫產(chǎn)品(干基)中重金屬含量(mg/kg)與品位(%)

表3 浮選后污泥(干基)中重金屬含量(mg/kg)

表4 污泥(干基)中重金屬的脫除率(%)

由表2、表3和表4可知，污泥中的重金屬大部分富集到浮選泡沫產(chǎn)品中，污泥中重金屬的脫除率較高，除了Cr的脫除率只有60%，其它重金屬的脫除率均大于等于80%。由表2還可以看出，泡沫產(chǎn)品中的重金屬品位較高，Zn的品位達(dá)到了9.5%，Cu的品位達(dá)到了2.8%，超過了一般鋅礦石、銅礦石中Zn的品位和Cu的品位，可以作為優(yōu)質(zhì)的金屬資源加以利用。

4 結(jié)束語

(1)城市污水廠污泥重金屬中銅、鋅、鎳、總鉻、鎘、鉛、汞和砷含量都高于背景值，應(yīng)對(duì)這些重金屬分別對(duì)待處理。

(2)采用新型有機(jī)穩(wěn)定劑對(duì)重金屬超標(biāo)的城市污泥進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)，處理后的污泥指標(biāo)達(dá)到園林綠化用泥質(zhì)(GB/T23486－2009)、土地改良用泥質(zhì)(CJ/T291－2008)等要求，可以實(shí)現(xiàn)資源化利用。

[1]陸鳳娟.污水處理廠污泥重金屬特征及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2013(4):139～142.

[2]陳韶勇.城市污水處理廠污泥重金屬污染狀況及特征分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015(6):64.

[3]陸鳳娟.污水處理廠污泥重金屬特征及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2013(4):139～142.