污水厂污泥液化残渣中重金属的残留特性研究

摘要

城市污水厂污泥是城市污水处理过程中，无法避免的二次污染物，并且随着环境质量标准的提高，其产生量急剧地增加。因而，如何妥善地处理或处置污泥已成为人民关注的焦点。近年来，利用热化学直接液化技术将污泥转化成为生物油的研究被广泛开展，然后关于污泥液化后所得副产物液化残渣中重金属的残留特性的研究尚未见报道，因而本论文拟开展以下两方面的研究：
　　 (1)考察污泥液化参数(液化温度、固液比及溶剂填充率)对污泥液化残渣中重金属残留规律的影响；
　　 (2)应用毒性特性浸出实验方法，对比研究污泥及污泥液化的残渣中重金属的浸出特性。
　　 主要的实验结果和结论如下：
　　 (1)污泥液化后，大部分的重金属仍然残留在液化残渣当中，而污泥中所含的大部分有机成分转化形成其它产物(生物油和气相产物)，从而使得污泥液化残渣中重金属含量上升；
　　 (2)液化温度对重金属的残留特性没有明显的影响，原因主要是污泥当中所含有的重金属沸点或溶点较高，在液化转化过程中(液化温度553 K～633 K)稳定性较强，不易发生转移或转化。
　　 (3)液化反应后，随着固体比的上升，污泥液化残渣中的大部分重金属含量会有所上升。
　　 (4)Cu、Cd、Ni的含量随溶剂的增加而增大，Pb、Zn、Cr、Mn的含量随着溶剂的增加先变大后减小。
　　 (5)污泥液化残渣中重金属的浸出量明显下降。重金属浸出量的大小可以直接反应其环境风险的强弱。与原污泥相比，污泥液化残渣中重金属的环境风险明显降低。由于Zn的浸出量超过标准限值，污泥液化残渣中的重金属仍有一定的环境风险。这也说明，在回收利用或最终处置污泥液化残渣之前，必须对污泥液化做进一步的预处理；
　　 (6)污泥液化过程当中，添加NaOH作为催化剂，在促进污泥向目标产物转化的同时，亦可以促进重金属由不稳定形态向较稳定形态转化的过程，从而进一步减低重金属的浸出量。