城镇污水处理厂污水污泥重金属稳定实验研究

摘要

城市污水处理厂污泥(sewage sludge)的最终处置是国内外共同面临的难题和挑战。经国内现有的污泥处理技术处理后的污泥中有机物含量高，易腐烂，有恶臭，并含有寄生虫卵、病原微生物、重金属和多种化合物质，由此看出污染成分复杂，特别是重金属的处理，无法达到卫生填埋标准，重金属通常具有急性或慢性毒性，会以各种方式毒害人体，如致癌或非直接地引发某些疾病。已经造成了环境污染等一系列严重的后果。因此解决好污泥处理处置问题已成为一项非常紧迫的任务。 在重金属废物的处理中大部分都需进行稳定化处理，以达到无害化的目的。常规重金属稳定化技术种类很多，但在用于重金属废物的处理时都有局限性，特别是这些技术都受pH值变化的影响，当pH值较低时，重金属离子会再溶出，没有达到重金属废物长期稳定化的目的，在废物的最终处置中，将会对环境造成二次污染。针对这些问题，国际上提出了高效的化学稳定化药剂进行无害化处理，并成为危险废物无害化处理的研究热点。本论文主要研究内容为污泥泥质分析和污泥中重金属稳定。论文实验以西安污水处理厂污泥为研究对象，得出结论西安市污水污泥镉Cd、汞Hg、铅Pb、铜Cu、锌Zn、镍Ni总量均超出《农用污泥中污染物控制标准》(GB4248-84)规定的农用适用污泥中污染物最高允许含量，污水厂污泥的浸出液重金属铅Pb超出《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)规定的最高允许含量；对高分子重金属螯合剂(EP-110)稳定重金属的机理研究表明，EP-110能够与重金属离子以共价键连接，形成空间结构稳定的高分子螯合物；EP-110药剂处理各种金属离子的pH值范围在3.0～11.0内有效；得出最佳投药量结论，EP-110/重金属含量(W/W)：EP-110/Cu2+为(6.5～7.5/1)、EP-110/Ni2+为(7.0～8.0/1)、EP-110/pb2+为(1.5～2.5/1)、EP-110/Zn2+为(8.5～9.5/1)、EP-110/Cd2+为(3.5～4.5/1)、EP-110/Hg2+为(2.0～2.5/1)；应用重金属螯合剂处理污泥中重金属，处理对象较多，形成的重金属螯合物稳定，污泥指标符合国家颁布的污泥卫生填埋等各项标准。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1本课题研究的背景和意义

1.2国外污水污泥处置现状及发展趋势

1.2.1国外污水污泥处置发展现状与趋势

1.2.2国外污水污泥处置发展趋势

1.3国内污水污泥处置现状及发展趋势

1.3.1浙江省污泥处置技术对策

1.3.2北京市污泥处置技术对策

1.3.3重庆市污泥处置技术对策

1.3.4江苏省污泥处置技术对策

1.3.5广州市污泥处置技术对策

1.4污水污泥处置存在的主要问题

1.5本课题研究的主要内容

第二章污泥中重金属处理方法综述

2.1化学法处理污泥重金属离子

2.1.1中和沉淀法

2.1.2氧化还原法

2.1.3铁氧化法

2.1.4其它化学处理法

2.2物理化学法处理污泥重金属离子

2.2.1离子树脂交换法

2.2.2吸附法

2.2.2反渗透法

2.2.3电渗析法

2.2.4蒸发浓缩法

2.3生物法处理污泥重金属离子

2.4物理法处理污泥重金属离子

2.4.1水泥固化法

2.4.2石灰固化法

2.4.3沥青固化法

2.4.4烧结固化法

2.4.5熔融固化法

2.4.6螯合药剂法

2.4.7总结

第三章 城镇污水厂污泥的资源化利用

3.1污泥土地利用

3.1.1农田利用

3.1.2堆肥

3.1.3林地利用

3.1.4园林绿化利用

3.2污泥卫生填埋

3.3污泥焚烧

3.4污泥填海

3.5污泥综合利用

3.5.1污泥建材综合利用

3.5.2污泥其它综合利用

第四章高分子有机药剂在处理重金属污水中的实验研究与应用

4.1重金属螯合剂在重金属稳定化中的机理

4.2高分子有机螯合剂(EP-110)处理污泥中重金属的机理与稳定性

4.3 EP-110处理药剂处理各种金属离子的研究与分析

4.3.1 EP-110药剂的物化性质及稳定性

4.3.2 EP-110药剂处理各种金属离子的PH值范围

4.3.3 EP-110药剂处理各种金属离子的投加量

4.3.4助凝剂(PAC、PFS)处理药剂投加量选择实验

4.3.5反应时间对处理效果的影响

4.3.6不同浓度的重金属水处理效果实验

4.4 EP-110应用技术参数

4.4.1 EP-110对重金属离子的选择性

4.4.2 EP-110处理各种重金属离子投加量与PH适用范围

4.4.3助凝剂与高分子絮凝剂的使用种类与投加量

4.4.4反应时间(见表4.17)

4.4.5处理药剂一般配制使用浓度(见表4.18)

4.4.6 EP-110处理多种重金属离子混合废水投加量与pH值适用范围

4.5 EP-110最佳投加量与pH值适用范围的实验方法

4.5.1实验前准备(见表4.22)

4.5.2实验流程(见图4.5)

4.5.3实验结果分析

4.6 EP-110在连续处理方式中的应用

第五章重金属螯合剂在处理重金属污泥中的实验研究

5.1污水处理厂污泥性质分析

5.1.1污泥采样

5.1.2污泥预处理

5.1.3污泥总金属总量测定

5.1.4污泥浸出液重金属含量测定

5.2重金属螫合剂(EP-110)处理污泥中各种重金属的研究与分析

5.2.1药剂的物化性质和及稳定性

5.2.2药剂处理各种重金属的pH值范围

5.2.3搅拌时间对药剂处理重金属的影响

5.2.4药剂处理各种重金属离子的投加量

5.3效益分析

5.3.1环境效益

5.3.2社会效益

5.3.3经济效益

第六章 结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

攻读硕士学位期间参与的课题和发表的文章

1攻读硕士学位期间参与的课题

2攻读硕士学位期间发表的论文

致谢