喀什市污泥中重金属的去除及资源化利用

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随着当今世界经济的快速发展和人口的迅速增加,城市污水污泥的产量和排放量也迅速增加。这样造成的环境问题日益严重。而污泥的任意处理与堆放,导致占用了大量的土地,这种现象同时也伴随着产生对环境的二次污染,进而影响污水处理厂在环境方面的治理优势。污泥中含有大量的N、P、K、有机质和一些微量元素。它们是植物生长所需要的,对植物的生长具有较大的促进作用。如果对这些成分加以合理利用,有利于构建循环经济。然而污泥中也含有一些难于降解的有机物、寄生虫、微生物以及重金属元素等有毒有害物质,如果对此处理不当,将会对环境造成严重的二次污染。特别是污泥中含有大量的重金属元素,它给环境带来的问题一直都是关注的热点之一。污泥中的重金属元素的含量非常高,有些重金属元素的含量已经远远超过了国家土壤环境背景值中重金属含量的数百倍。重金属在土壤中滞留的周期较长,对土壤的结构、性质和利用方式等都有一定的影响。这些重金属元素是污泥资源化的最大威胁,严重制约了污泥的农用。若将不经过处理的污泥直接作用于农田,将会严重影响农作物的生长,降低作物产量,甚至还会导致土壤-水体-植物的污染。因此将污泥作为肥料施用于农田之前,需要将污泥中的有毒有害成分进行处理,使其含量不能超过土壤环境的容量。如何有效地防止城市污泥在农用时对土壤造成污染,关键是要尽可能的控制重金属元素的含量及其形态特征。  本文对喀什市污水处理厂污泥中的pH、N、P、K和有机质进行了分析,得到污泥中N的含量为16.84g/kg,P的含量为10.04g/kg,K的含量为12.03g/kg,有机质的含量为466.75g/kg。与全国污泥均值相比,N和磷的含量低于国家的平均值,而K和有机质的含量要高于全国均值。说明喀什污水处理厂污泥具有作为有机复合肥的价值和潜力。同时对污泥中重金属的化学形态以及泥污农用风险作了评估,得到污泥中Pb和Cd都主要以残渣态形式存在,Pb的残渣态所占比例为82.64%,Cd的残渣态所占比例为54.34%。其次是可交换态所占的比例相对较高,Pb的可交换态所占比例为5.93%,Cd的可交换态所占比例为19.01%。地累积指数、内梅罗综合污染指数和内梅罗单项污染指数数据表明,污泥中Cd对土壤环境有较强污染风险。需要除去污泥中Cd的含量,使其污染级别降低,满足农用标准。  通过四种不同的酸剂对污泥中重金属进行淋滤,得到处理后污泥中重金属含量都能达到国家农用的要求。由于随着pH的降低,虽然处理效果更佳,但是处理费用较高。所以选择既能有效降低污泥中重金属的含量,又能使处理费用相对较低的酸剂和pH值。对4种酸的综合考虑,用硫酸调节pH=2时,去除污泥中重金属的效果与经济费用最佳。用10%的硫酸+H2O2混合处理污泥中重金属,当投加2ml的H2O2时最佳,此时,硫酸和氧化剂混合处理喀什污水处理厂污泥的费用为5.9元/m3。
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