污泥基生物碳中重金属铬浸出研究

论文摘要

近几年,由于人类向土壤中施用大量化肥,有机、无机肥比例失调造成土壤板结,理化性能降低,土壤松紧度发生改变。并且施氮肥过多,导致土壤中氮素过剩,有毒的亚硝酸盐易在作物内积累,影响人类健康。同时,污水厂普及度日益提高,污水污泥产量也相应增加,传统处理污泥方法如填埋、堆肥、投海等都存在不足,且未利用好污泥内在的价值,如何将污泥变废为宝是目前研究的热点。将污泥制成生物碳后作为土壤改良剂应用于土壤,分别解决了土壤及污泥问题。但生物碳中含有重金属,本实验以重金属铬为代表研究不同条件下生物碳中重金属的浸出情况,来评价其应用时的安全性。据各城市污水污泥中含铬量值,配制三种具有代表性含铬泥,然后在200-700℃每隔50℃下烧制成生物碳,在不同pH值、氧化及不同pH值的土壤溶液条件下研究生物碳中铬浸出情况。模拟不同pH值环境研究生物碳中铬浸出情况,pH=1时,生物碳中Cr6+和总铬的浸出量均最大,pH=2-12时,两者浸出量均较小,且变化幅度不大;生物碳初始含铬量只对总铬浸出有影响;生物碳烧制温度对总铬浸出影响不大。不同pH值下Cr6+浸出均达标;除pH=1时含铬量高的生物碳中总铬浸出不达标,其余情况均达标。模拟不同氧化环境研究生物碳中铬浸出情况,氧化性愈高,生物碳中Cr6+和总铬的浸出量愈大,H2O2浓度为0mol/L-3mol/L时,两者浸出量增加趋势较快,H2O2浓度为3mol/L-5mol/L时,两者浸出量增加趋势较慢;生物碳初始含铬量只对总铬浸出有影响;生物碳烧制温度对总铬浸出影响不大。不同氧化环境下,生物碳中Cr6+和总铬浸出均达标。模拟不同pH值下的土壤环境研究生物碳中铬浸出情况,土壤溶液的pH=1时,生物碳中Cr6+和总铬的浸出量均最大,pH=2-12时,两者浸出量均较小,且变化幅度不大;生物碳初始含铬量只对总铬浸出有影响;生物碳烧制温度对总铬浸出影响不大。土壤溶液的各pH值下Cr6+浸出均达标;除土壤溶液的pH=1时含铬量高的生物碳中总铬浸出不达标,其余情况均达标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 污泥特性及危害
• 1.2.1 污泥特性
• 1.2.2 污泥的危害
• 1.3 污泥中的重金属
• 1.3.1 重金属在污泥中形态分布
• 1.3.2 重金属毒性特征
• 1.3.3 重金属铬的危害
• 1.4 污泥处置与处理技术
• 1.4.1 污泥传统处置与处理技术及缺点
• 1.4.2 污泥资源化利用技术研究
• 1.5 研究内容和意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究意义
• 第2章 实验材料及方案
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 生物碳的制备
• 2.1.2 实验试剂与实验仪器
• 2.2 实验方案
• 2.2.1 溶液中六价铬、总铬测定方案
• 2.2.2 污泥基生物碳中重金属铬浸出方法的确定方案
• 2.2.3 生物碳在不同初始pH 值条件下重金属铬浸出实验方案
• 2.2.4 生物碳在不同氧化条件下重金属铬浸出实验方案
• 2.2.5 生物碳在各初始pH 的土壤溶液中重金属铬浸出实验方案
• 2.2.6 实验数据的分析评价方案
• 2.3 本章小结
• 第3章 pH 值对生物碳中铬浸出影响研究
• 3.1 模拟不同pH 值环境
• 3.2 pH 值对生物碳中重金属铬浸出影响的结果
• 3.2.1 污泥基生物碳中六价铬的浸出情况
• 3.2.2 污泥基生物碳中总铬的浸出情况
• 3.3 烧制温度对生物碳中重金属总铬浸出影响的结果
• 3.3.1 不同温度下烧制的生物碳中重金属总铬浸出结果
• 3.3.2 不同温度下烧制的生物碳中重金属总铬浸出结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 氧化条件对生物碳中铬浸出影响研究
• 4.1 模拟不同氧化环境
• 4.2 氧化条件对生物碳中重金属铬浸出影响的结果
• 4.2.1 污泥基生物碳中六价铬的浸出情况
• 4.2.2 污泥基生物碳中总铬的浸出情况
• 4.3 烧制温度对生物碳中重金属总铬浸出影响的结果
• 4.3.1 不同温度下烧制的生物碳中重金属总铬浸出结果
• 4.3.2 不同温度下烧制的生物碳中重金属总铬浸出结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 各pH 值土壤溶液对生物碳中铬浸出研究
• 5.1 模拟不同pH 值的土壤环境
• 5.2 各pH 值土壤溶液对生物碳中重金属铬浸出影响的结果
• 5.2.1 污泥基生物碳中六价铬的浸出情况
• 5.2.2 污泥基生物碳中总铬的浸出情况
• 5.3 烧制温度对生物碳中重金属总铬浸出影响的结果
• 5.3.1 不同温度下烧制的生物碳中重金属总铬浸出结果
• 5.3.2 不同温度下烧制的生物碳中重金属总铬浸出结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢