污泥中重金属和碳氮磷在热调理过程中的迁移转化研究

摘要

随着我国污水处理量的增大，污泥产量也在增加，如何合理的处置污泥这一问题亟待解决。从长远的角度的考虑，污泥的土地利用不仅能彻底处置污泥还能实现污泥的资源化。但在污泥土地利用前，必须使污泥中的重金属进行稳定化或者去除，降低污泥中重金属的生态风险。污泥热调理技术可以实现重金属形态的稳定化，同时可以降低污泥的含水率，减少污泥的运输费用，并且热调理技术能使污泥中的有机物分解，为植物提供丰富的无机碳氮磷营养，这些都有利于实现污泥的土地利用。
　　本研究从热调理对污泥的减量化、重金属的迁移转化、碳氮磷的迁移转化三个方面探讨热调理对污泥的理化性质的影响。同时对造成这些影响的因素，热调理温度、热调理时间进行研究。结果显示：
　　（1）热调理能够使污泥大幅度的减少，并且改善污泥的脱水性能，在240℃，60min条件下，污泥离心减量率达到71.34%，离心含水率为61.04%，温度越高，时间越长，污泥的减量率越大，含水率越低，但从节约能源和处理效果的角度综合考虑，温度设置为180℃，时间为60min，比较合适。同等热调理条件下离心要比抽滤对污泥的减量效果好。
　　（2）热调理对污泥中重金属含量和形态都有影响，进入液相中的重金属比例始终在1.4%以下，固相部分中重金属有富集现象，在240℃、60min条件下，富集率达到了146%，这对污泥的稳定化是不利的。固相中的重金属形态也发生了改变，特别是在240℃、60min下，Cu、Pb和Cr的残渣态（F5）比例分别上升了10.9%、7.05%和2.97%。Ni的F5态所占比例有所下降，主要是由于直接风险态（F1+F2）和稳定态（F5）向潜在风险态（F3+F4）的转化。热调理使污泥中的重金属生态风险值RI减小，但风险等级没有改变。
　　（3）热调理对污泥中的碳氮磷迁移转化造成一定的影响，但转移程度不同，在240℃，60min条件下，38.51%的碳元素进入液相，58.19%的氮元素进入液相，而仅有17.5%的磷进入液相。

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摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1引言

1.2污泥的概述

1.2.1污泥的定义和特性

1.2.2污泥的处理与处置

1.3热调理的概述

1.3.1污泥热调理原理

1.3.2污泥热调理技术的国内外研究现状

1.3.3污泥热调理技术的优点

1.4本课题的研究意义和内容

1.4.2研究内容

第二章 热调理对污泥减量化及脱水性能的影响

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1实验材料

2.2.2实验装置与实验方法

2.3结果与讨论

2.3.1热调理温度对污泥的减量化的影响

2.3.2热调理时间对污泥的减量化的影响

2.3.3热调理温度对污泥脱水性能的影响

2.3.4热调理时间对污泥脱水性能的影响

2.4本章小结

第三章 污泥中重金属在热调理过程中的迁移转化和生态风险评价

3.1前言

3.2材料与方法

3.3实验结果与讨论

3.3.1热调理对污泥中重金属含量的影响

3.3.2热调理对污泥中重金属形态的影响

3.3.3污泥中重金属的生态风险评价

3.4本章小结

第四章 热调理对污泥中碳氮磷迁移转化的影响

4.1前言

4.2材料与方法

4.2.1实验材料

4.2.2实验方法

4.3实验结果与讨论

4.3.1碳的迁移转化

4.3.2氮的迁移转化

4.3.3磷的迁移转化

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2创新点

5.3展望

参考文献

致 谢