污水污泥中重金屬在熱解過程中行為研究.pdf

1、本文以污水污泥為原料,研究了污泥和不同熱解溫度下熱解殘?jiān)秀~、鋅、鉛、鎘的總量和形態(tài),考察了熱解溫度對這些熱解殘?jiān)猩鲜鲋亟饘傩螒B(tài)和濾出性的影響。首先利用原子吸收分光光度法(AAS)分析了污泥和熱解殘?jiān)猩鲜鏊姆N金屬的總量。污泥中金屬鋅(2104.8mg/kg)超過了《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》污泥農(nóng)用土壤標(biāo)準(zhǔn)；金屬鎘(5.2mg/kg)和銅(312.3mg/kg)的含量超過了該標(biāo)準(zhǔn)污泥農(nóng)用的酸性土壤標(biāo)準(zhǔn)；鉛(119.6mg/kg)低于

2、該標(biāo)準(zhǔn)中污泥農(nóng)用的酸性土壤標(biāo)準(zhǔn)。熱解殘?jiān)羞@四種金屬含量的多少次序和污泥樣品中的多少次序是一樣的,但是當(dāng)熱解溫度升高到700℃時,熱解底物中的鎘還原成鎘單質(zhì)從而揮發(fā)到熱解氣體當(dāng)中去了,導(dǎo)致殘?jiān)墟k含量減少。
　　 其次,使用現(xiàn)在通行的BCR(Community Bureau ofReference)法對污泥和熱解殘?jiān)羞@四種金屬形態(tài)進(jìn)行提取,然后利用AAS分析各個形態(tài)的含量。污泥中金屬銅、鎘、鉛具有很大的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)槊糠N金

3、屬的前三種形態(tài)分別占總量80％以上,其生物可利用性和環(huán)境毒性不可忽視。污泥中的鋅的可交換態(tài)和可還原態(tài)的含量較高但部分可交換態(tài)的鋅將會被土壤中的無機(jī)物晶格封閉而很穩(wěn)定對環(huán)境無毒性,所以其生物有效性可能被高估。這四種金屬的四種形態(tài)和熱解溫度的相關(guān)系數(shù)絕對值都沒有超過0.8,有一半以上的相關(guān)系數(shù)都小于0.5,有些相關(guān)系數(shù)甚至小于0.3。所以,當(dāng)熱解溫度不超過700℃時,能量還不足以打開上述四種金屬形態(tài)的結(jié)合力,所以熱解溫度對殘?jiān)械慕饘傩螒B(tài)分

4、布影響不大。
　　 最后,污泥和熱解殘?jiān)械慕饘俚臑V出性通過優(yōu)化的有毒物質(zhì)濾出性檢測方法(TCLP)進(jìn)行測定。熱解殘?jiān)薪饘冁k、銅、鉛、鋅的TCLP濃度分別在400℃,350℃,500℃,550℃的時候達(dá)到最大值0.74mg/L,15.69mg/L,10.25mg/L,85.63mg/L。分別達(dá)到這個極值以后,熱解殘?jiān)兴鼈兊腡CLP濃度就會隨著熱解溫度上升而迅速下降,這是因?yàn)槠湟?在污泥中金屬大部分是以有機(jī)螯合物的形式存在的,

5、當(dāng)熱解溫度升高致使有機(jī)螯合物的鏈斷裂,金屬離子釋放出來,所以隨著熱解溫度的增加,金屬的濾出性也隨著增強(qiáng)。但是達(dá)到一定溫度以后金屬又被晶格化而固定在灰分晶格中,所以金屬的濾出性極大的降低了。其二,熱解過程中pH值隨著熱解溫度升高而升高,其對H+的緩沖性也極大提高,這個也是導(dǎo)致金屬TCLP濃度變化的另一個因?yàn)?。其?除650℃外,熱解殘?jiān)谋缺砻娣e隨著熱解溫度的升高熱解殘?jiān)谋缺砻娣e逐漸緩慢上升(熱解溫度是700℃的時候,其比表面積達(dá)到33