论文摘要
随着城镇化进程的加快,我国城市污泥的产生量增长迅速；城市的扩张也使得大量的工业企业关、停、并、转,遗留大量污染场地。发展污染场地和城市污泥中重金属的快速修复技术,对于保障污染场地再利用和污泥资源化利用的安全性十分重要。本文以南京某污染场地土壤及南京市多家污水处理厂污泥为对象,在淋洗体系优选的基础上,通过淋洗技术的物理强化手段的应用,研究开发快速去除污染场地和城市污泥中污染重金属新技术。主要研究内容与结果如下：1.针对受Cd、Pb、Zn重污染的污染场地土壤,优选出EDTA及EDDS作为理想的淋洗剂,并确定了最佳淋洗条件,淋洗时间6 h、淋洗剂与重金属摩尔比为2、水土比为30的条件下,修复效果最佳：EDTA对Cd、Pb、Zn的淋洗去除率分别达到24%、63%、65%,EDDS对Cd、Pb、Zn的淋洗去除率分别达到21%、63%、38%；研究了微波技术对EDTA及EDDS淋洗修复的影响,发现微波对EDDS淋洗过程有强化作用,在微波功率900 W、时间10 min条件下,EDDS对Cd、Pb、Zn的去除率分别达到29%、89%、71%,比未引入微波时淋洗各重金属的6小时最高去除率分别提高8%、26%、33%；通过对淋洗前后的土样重金属形态分析发现,与处理前原土样相比,土样在微波辐射淋洗处理后,主要污染重金属的交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态明显降低(其中Cd降低34%,Pb降低90%、Zn降低83%),而残渣态均有显著增加(其中Cd增加6%,Pb增加5%、Zn增加12%),金属的迁移性和生物有效性大大降低,形态更为稳定,降低了对环境的潜在影响；进一步用发光菌急性毒性方法研究了修复前后土壤的毒性发现,土壤在经微波强化EDDS淋洗修复后,发光菌相对发光强度上升20%,急性毒性显著降低。上述结果表明,基于微波辅助淋洗修复的高效性、对重金属形态的稳定化作用,微波辅助淋洗作为一种重金属污染场地的快速修复技术,具有较好的发展前景。2.针对受重金属污染的污水处理厂压滤后污泥,优选出EDTA及EDDS作为理想的淋洗剂,并确定了最佳淋洗条件,淋洗时间18 h、EDTA与EDDS (1:1)组合、淋洗剂与重金属摩尔比为6、乳酸乙酯(EL)加入量1%、水土比为30的条件下,可以达到最好的修复效果,此淋洗体系条件组合对于未经压滤的液态污泥中重金属的去除也具有良好的效果,淋洗18h后,Zn去除率为31%,污泥中重金属含量达到在酸性土壤上的施用标准。对淋洗强化技术及条件的研究结果发现,超声对污泥中重金属的淋洗去除有强化作用,且在实验确定的淋洗体系下,液态污泥无需进行预浓缩处理；通过对超声淋洗前后污泥中重金属进行形态分析发现,污泥经处理后,主要污染重金属的交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态显著降低,金属的迁移性和生物有效性大大降低；进一步用发光菌急性毒性方法研究了修复前后污泥的生物毒性,发现实验污泥在经物理强化淋洗修复后,发光菌相对发光强度显著上升,但生物毒性依然存在。上述结果表明,基于超声辅助淋洗修复的高效性以及修复后较低的生物毒性,超声辅助淋洗作为一种快速去除污泥中污染重金属的技术,虽具有比较好的发展前景,但处理达标后的污泥仍具有毒性,污泥农用需慎重。