有机弱酸对污水处理厂污泥中铜和锌去除的实验研究

摘要

随着世界人口快速增长和经济社会的迅速发展，环境污染问题日益严重，各地大量污水处理厂的兴建，有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。同时在污水处理过程中产生了大量的污泥，若处理不当很容易对环境造成二次污染。由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其农用资源化已经成为当今研究的热点，但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素。许多学者针对如何减少和降低城市污泥中重金属毒害作用开展了广泛的研究，然而系统性、经济性和实用性还达不到要求。因此对城市污泥重金属去除方法进行系统研究，就显得有十分重要的意义。本文以天津市东郊污水处理厂的污水污泥作为试验对象，以有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素铜和锌为目的。 本文对天津东郊污水处理厂污水污泥的成分和化学性质作了详细分析，发现该厂出产的污泥符合污泥资源化农用的营养物质要求，但污泥中的铜和锌严重超标。 论文系统地比较了四种不同的有机弱酸处理污泥中重金属的效果，得出不同酸剂对铜和锌去除效果存在一定差异。重金属元素不同，其最佳的处理条件也不同；氧化剂可对污泥中重金属的去除有较好的促进作用。通过试验，对天津东郊污水处理厂超标污泥采用30％H<,2>O<,2>和2mol/L的乙酸处理后效果更好，完全能满足我国农用污泥中重金属含量标准的要求。 乙酸+H<,2>O<,2>作为提取液，其最佳的工艺条件为：污泥、H<,2>O<,2>、乙酸的固比为1:2:50乙酸的浓度为2mol/L，反应温度为室温，pH=3.5。 提取液的后期处理采用改进铁氧体共沉淀法，用石灰乳溶液做中和剂，实验结果表明，在pH为8.9、反应温度为室温、反应时间为1h、FeCl<,3>和FeSO<,4>初始浓度分别为0.1068mol/L和0.0534mol/L；Fe<'3+>/M<'n+>(Cu、Zn离子总和)=10的最佳工艺条件下，浸出液中铜去除率为94.5％，锌去除率达98％。

目录

文摘

英文文摘

第一章城市污水污泥产生与处理

前言：

1.1污泥的产生与污泥分类

1.1.1城市污水厂污泥的概述

1.1.2城市污水厂污泥的性质

1.2国外城市污水污泥处理与处置现状及技术进展

1.2.1国外城市污水污泥处理与处置现状

1.2.2国外城市污水污泥处理与处置技术的进展

1.3我国城市污水污泥处理与处置现状及技术进展

1.3.1我国城市污水污泥的特征

1.3.2我国城市污水污泥处理与处置现状及技术进展

第二章城市污水污泥处理与处置方法评价

2.1污泥填埋

2.2.污泥投海

2.3堆肥处理

2.4焚烧

2.5污泥改性制活性碳

2.6建材利用

2.7土地利用

小结：

第三章城市污泥中重金属处理的技术分析

3.1物理方法

3.2化学方法

3.3电化学法

3.4微生物方法

3.5植物修复方法

3.6研究课题的背景与意义

3.7本课题拟采用的研究思路与方案

第四章实验研究

4.1供试用料

4.2实验所用仪器设备

4.3实验药品

4.4实验方案设计

4.4.1实验总流程的确定

4.4.2提取液对污泥中重金属的提取流程

4.4.3提取液对重金属提取的影响因素和最佳条件的确定

4.5实验步骤：

4.5.1污泥的风干和研磨实验

4.5.2污泥烘干实验

4.5.3污泥中重金属的全量测定实验

4.5.4污泥中重金属各种形态的测定实验

4.5.5提取液的选取实验

4.5.6确定提取液最佳条件的实验

4.6.重金属的提取实验

4.6.1提取液的选取实验

4.6.2确定提取液最佳条件的实验

第五章实验结果与分析

5.1污泥中重金属含量及存在形态的测定结果

5.2提取液为有机弱酸的实验结果

5.3在有机弱酸中添加H2O2作为提取液的实验结果

5.4四种有机弱酸作为提取液的选择

第六章乙酸+H2O2作为提取液的最佳反应条件的实验研究

6.1 H2O2的用量对污泥中铜和锌去除率的影响实验

6.2乙酸的浓度对污泥中铜和锌去除率的影响实验

6.3固液比对污泥中铜和锌去除率的影响实验

6.4反应温度对铜和锌去除率的影响实验

6.5 pH值对铜和锌去除率的影响实验

本章小结：

第七章改进铁氧体共沉淀法处理污泥提取液

7.1反应原理

7.2原料、试剂和仪器

7.3实验方法

7.4结果与讨论

7.4.1 FeCl3和FeSO4初始浓度对铜、锌去除率的影响

7.4.2混合液pH对铜、锌去除率的影响

7.4.3 nFe3+：(nCu2++nZn2+)对铜、锌去除率的影响

7.4.4反应温度对铜、锌去除率的影响

7.4.5反应时间对铜、锌去除率的影响

7.5结论

第八章结论和建议

结论：

建议：

致谢

参考文献：