城市污泥中重金属的形态分布及动电修复

论文摘要

城市污泥中的重金属限制了其农业用途。本文通过分析重金属的形态分布以及在湖南地区特定环境特征中的行为,评估了重金属的环境毒性和生物利用性。这些城市污泥从长株潭地区的五个污水处理厂提取,并对其理化性质、重金属总量以及重金属的形态分布进行分析。采用实际城市污泥为研究对象,考察了控制阴极液酸度和添加络合剂对镉的动电过程的影响。研究结果表明:来自三地五个污水处理厂的城市污泥均表现出高N、高P、高有机质的特点,具有极高的农业利用价值。除霞湾地区污水处理厂的重金属含量较高以外其他地区的污泥样品的重金属含量均较低,仅Cd略微超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。BCR连续萃取法分步提取结合湖南地区当地的环境特征进行分析表明,Cu,Zn主要分布于可氧化态,表现出较高的潜在毒性;Zn的环境毒性可能被过高的估计了;Pb主要分布于残留态,环境毒性较低;Cd没有明显的分布特征。动电修复试验说明:添加EDTA和柠檬酸不仅改变了动电过程的电流和电渗流,同时对镉的形态分布也产生了明显的影响:存在于移动性较低形态、难以去除的镉被转化为移动性较高的形态,在动电作用下从污泥中移除,从而提高了动电处理的效率,总镉的去除率最高达到70.1%。EDTA和柠檬酸对动电处理的促进作用主要受体系酸度的影响,其中控制阴极pH值为4和8时,总镉的去除率达到66.4%,70.1%,62.3%,66.5%,较pH值为6时去除率提高了23倍。比较两种络合剂,EDTA在高pH值条件下对镉的络合能力较强而表现出较高的去除率,而柠檬酸对酸度的适应性相对较强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 城市污泥的来源与组成
• 1.1.1 污泥的来源
• 1.1.2 污泥的组分
• 1.1.3 城市污泥对环境的影响
• 1.2 城市污泥的处理与处置
• 1.2.1 污泥处理与利用的目的和要求
• 1.2.2 污泥处置处理方法
• 1.3 城市污泥中的重金属
• 1.3.1 城市污泥中几种常见重金属元素及其危害
• 1.3.2 重金属的形态分布与环境毒性
• 1.3.3 重金属的迁移规律
• 1.3.4 污泥中重金属污染的修复方法
• 1.4 城市污泥的动电修复技术
• 1.4.1 动电修复的三种机理
• 1.4.2 动电修复的过程
• 1.4.3 电化学处理的典型特征
• 1.4.4 影响动电修复的因素
• 1.5 本试验研究的意义
• 第2章 城市污泥中重金属CU、ZN、PB、CD 总量与形态分布的研究
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验仪器与试剂
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 污泥的理化分析
• 2.3 污泥样品中CU、ZN、PB、CD 的总量
• 2.4 污泥样品中重金属的形态分布
• 2.5 小结
• 第3章 动电技术去除城市污泥中重金属CD 的研究
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 供试污泥
• 3.1.2 试验仪器与试剂
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 分析方法
• 3.2 污泥中镉的初始浓度及形态分布
• 3.3 动电过程中的电流和电渗流变化
• 3.3.1 电流
• 3.3.2 电渗流
• 3.4 动电处理后不同污泥截面的镉浓度
• 3.5 动电处理后污泥中镉的形态分布
• 3.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文）