劉繼慶

（中機(jī)眉山再生能源有限公司，四川 眉山 620000）

在工業(yè)化進(jìn)程加速、農(nóng)業(yè)集約化、經(jīng)濟(jì)集約化的大環(huán)境下，污水處理問題日趨嚴(yán)重，污水如果處理不當(dāng)排放到自然環(huán)境中會(huì)破壞生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，最終引發(fā)全球性的水危機(jī)，對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了一定的影響。不論是單純的生活污水還是工業(yè)上的廢水實(shí)際上都是因?yàn)槿藗兩a(chǎn)生活所產(chǎn)生廢棄物排放出來的結(jié)果，這些生產(chǎn)生活廢棄物內(nèi)含多種重金屬污染物，工業(yè)廢水處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥[1]，污泥會(huì)隨著廢水處理率的提高而增加，廢水處理企業(yè)處理污水也會(huì)產(chǎn)生一些有機(jī)物質(zhì)及氮、磷等污染物，污水中重金屬Cu、Zn、Pb等物質(zhì)具有一定的毒性，所以廢水中危害性物質(zhì)會(huì)阻礙污水的循環(huán)利用及進(jìn)一步處理。重金屬大多屬于周期表中的過渡性元素，在污水環(huán)境中的變化較多，隨著環(huán)境的改變?nèi)鐪囟戎?，其形態(tài)也會(huì)發(fā)生變化，并且不可降解，在污水遷移過程中，涉及到水體各種物理、化學(xué)、生物過程。即使重金屬濃度很小，造成的危害也很大，并且毒性持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

針對(duì)這種問題，對(duì)污水廠污泥滲濾液中的重金屬遷移規(guī)律進(jìn)行研究，主要從污泥重金屬靜態(tài)浸滲遷移規(guī)律和污泥重金屬動(dòng)態(tài)淋濾遷移規(guī)律進(jìn)行了研究，采用參照固體廢物浸出毒性測(cè)定方法，分析了污泥重金屬靜態(tài)浸滲遷移規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)重金屬會(huì)受到污泥的流動(dòng)性影響，產(chǎn)生不同的規(guī)律。針對(duì)污水廠污泥滲濾過程進(jìn)行總結(jié)，了解重金屬物質(zhì)的遷移規(guī)律，便于污水廠對(duì)污泥的滲濾處理，此方法便于污水廠認(rèn)識(shí)到污泥滲濾過程中產(chǎn)生重金屬物質(zhì)的遷移規(guī)律，同時(shí)提高對(duì)重金屬的處理能力，以此提高人們的生活環(huán)境質(zhì)量，減少污水污泥對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

1 樣品采集

進(jìn)水通過自動(dòng)取樣儀器進(jìn)行采樣，樣品為1d中每2h采集的等體積混合水樣，出水水樣為排放口的瞬時(shí)水樣，進(jìn)行隨機(jī)采樣。樣品150ml裝入聚乙烯瓶，加1%的弄NHO3溶液1mL.4℃保存，試驗(yàn)?zāi)鄻臃譃閰捬跷勰?、壓濾機(jī)房的脫水，在100℃的條件下進(jìn)行烘干備用。重金屬的分析使用原子吸收分光光譜法進(jìn)行測(cè)量。

2 污泥重金屬靜態(tài)浸滲遷移規(guī)律

參照固體廢物浸出毒性測(cè)定方法，分析了污泥重金屬靜態(tài)浸滲遷移規(guī)律，計(jì)算公式如下：

公式（1）中， 代表引入測(cè)定方法參數(shù)[2]，f*t代表重金屬的基本參數(shù)， 代表靜態(tài)條件，此次計(jì)算不做定向分析。

通過上述計(jì)算得知，重金屬在靜態(tài)浸滲遷移下的 鉻重金屬元素浸出量有限，特別是在中性環(huán)境下其浸滲量極低，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研處于中性環(huán)境中重金屬物釋放量較少。銅元素的浸出量無論在酸性還是堿性環(huán)境中差異較小，處于堿性環(huán)境中的浸出量略多于酸性環(huán)境，而其他重金屬元素在酸性環(huán)境下的浸出量略高于堿性環(huán)境，表1為計(jì)算得到的重金屬靜態(tài)浸滲含量：

表1 重金屬靜態(tài)浸滲含量

圖1 在堿性環(huán)境下樣品重金屬遷移情況

在正常污泥處理過程中，污泥經(jīng)過堿熱水處理后，部分的固體會(huì)發(fā)生溶解，固、液當(dāng)中的重金屬含量也發(fā)生很大的變化，一部分的重金屬會(huì)轉(zhuǎn)移到液相中，在污泥經(jīng)過堿熱水解處理后，重金屬的遷移規(guī)律就與污泥熱水解后的遷移規(guī)律差異明顯，其原因是堿性環(huán)境會(huì)影響到重金屬與無機(jī)或有機(jī)配體形成磷[3]等綜合物對(duì)重金屬吸附和沉淀。

3 PH值及重金屬含量測(cè)定

根據(jù)對(duì)污水廠污泥采集的樣品的測(cè)試結(jié)果作圖，圖2顯示了不同水平距離水樣的pH值平面分布規(guī)律。圖3顯示了不同水平距離重金屬含量分布規(guī)律。

圖2 不同水平距離污水樣品PH值

圖3 不同水平距離重金屬含量

4 污泥重金屬動(dòng)態(tài)淋濾遷移規(guī)律

在重金屬動(dòng)態(tài)遷移過程中，會(huì)受到污泥的緩沖能力，研究污泥重金屬動(dòng)態(tài)淋濾遷移規(guī)律過程如下所示：

圖4 研究污泥重金屬動(dòng)態(tài)淋濾遷移規(guī)律過程

當(dāng)污泥中的含水率增加時(shí)，由于污泥中本身含有氯元素，污泥在遷移過程中會(huì)產(chǎn)生重金屬氧化物反應(yīng)而生成重金屬氯化物，所以先對(duì)這種情況進(jìn)行分析，引入淋濾算法，對(duì)這種情況進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：

公式（2）中，Gf代表氧化物反應(yīng)參數(shù)[4]，代表淋濾算法因子，d代表污泥遷移過程中的流動(dòng)因子，此次計(jì)算不做定向分析。

因?yàn)槁然锔菀讚]發(fā)，產(chǎn)生的氯及氯化物與重金屬的接觸時(shí)間更長(zhǎng)，然而銅元素具有一定的特殊性，當(dāng)處于酸性較強(qiáng)環(huán)境中重金屬元素呈現(xiàn)出先遞增又逐漸下降趨勢(shì)，而在堿性環(huán)境中會(huì)浸出多余的酸性物質(zhì)，在任何一種環(huán)境下，重金屬的浸出量順序?yàn)樗嵝源笥趬A性大于中性。

通過對(duì)污泥中重金屬元素的總量和形態(tài)分布的研究，發(fā)現(xiàn)在重金屬遷移過程中受到不同水質(zhì)[5]條件的影響，污泥中重金屬存在的形態(tài)也不同，懸浮物中的中間數(shù)在沉砂池和初沉池中可以被沉淀而除去，而水溶性的金屬離子需要在活性污泥處理系統(tǒng)和最后處理過程中被除去。由此可見，污泥中重金屬的遷移規(guī)律不僅受到環(huán)境條件、固著介質(zhì)特性以及淋溶液特性的影響。

5 結(jié)束語

綜上所述，污水廠污泥中的重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染很大，污泥中重金屬的源頭主要來自于生活垃圾、工業(yè)生產(chǎn)等，目前生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的污水污泥已經(jīng)嚴(yán)重的影響了生態(tài)環(huán)境。

針對(duì)目前存在的問題，對(duì)污水廠污泥滲濾液中的重金屬遷移規(guī)律進(jìn)行研究，通過對(duì)污水廠污泥滲濾液中的重金屬遷移規(guī)律研究，能夠減少重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，提高污水廠污泥滲濾液中重金屬的處理能力，希望通過此次設(shè)計(jì)能夠?yàn)槲鬯畯S污泥滲濾液中的重金屬處理提供一定的幫助，推動(dòng)污水廠的發(fā)展。