電動修復(fù)技術(shù)機(jī)理及去除污泥和尾砂中重金屬的研究.pdf

1、土壤重會屬污染是國內(nèi)亟待解決的環(huán)境問題。土壤污染具有累積性、滯后性、隱蔽性和不可逆性，因此，土壤污染一般極難恢復(fù)或治理。本研究在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)實際對電復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究和探討。 電動修復(fù)技術(shù)是國際環(huán)境科學(xué)和工程領(lǐng)域的前沿課題之一。它的基本機(jī)理是：土壤中的水在電場力的作用下發(fā)生電解反應(yīng)，陰極產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子，陽極產(chǎn)生氧氣和氫離子，陽極產(chǎn)生的氫離子在電場和濃度梯度的作用下，向土壤內(nèi)部遷移和擴(kuò)散，氫離子在遷移和擴(kuò)散的

2、過程中，置換和溶解土壤中的重金屬污染物，被溶解后的重金屬污染物在電場和濃度梯度的作用下，以離子遷移和電滲的方式朝陰極方向定向遷移，從而達(dá)到去除土壤污染物的目的。 本文在國內(nèi)外電動修復(fù)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，首先探討了電修復(fù)對紅壤的適應(yīng)性分析，結(jié)果表明：電動力修復(fù)技術(shù)適用于鉛污染紅壤，但是必須對修復(fù)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)才能用于該土壤修復(fù)；陰極酸化法能有效的提高修復(fù)效率、降低修復(fù)成本和縮短修復(fù)周期；土壤pH值是影響電動力修復(fù)效果的關(guān)鍵因素，土壤

3、pH值不但可以影響土壤中重金屬的存在形態(tài)還可以通過影響土壤的電導(dǎo)率，土壤的溫度和改變土壤的含水率來影響土壤中可以遷移的重金屬含量。其次，探討了電流密度對電修復(fù)的影響，對于紅壤來說，10A/m2是相對較適合的電流密度。 在前面研究的基礎(chǔ)上，探討和改進(jìn)了電修復(fù)技術(shù)處理污泥中重金屬。實驗I表明，污泥在電動力的作用下，經(jīng)過5d后，Cd、Zn、Cu的總?cè)コ史謩e為64.50％、65.02％；易于被植物吸收的不穩(wěn)定態(tài)(可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合

4、態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài))的處理效果明顯，不穩(wěn)定態(tài)的去除率分別68.60％、75.73％。電動力修復(fù)技術(shù)處理污泥中的重金屬是可行的，修復(fù)后的污泥有利于土地利用。實驗II結(jié)果表明，污泥pH值是影響電動力修復(fù)效果的關(guān)鍵因素，污泥pH值不但可以影響污泥中重金屬的存在形態(tài)還可以通過影響污泥的電導(dǎo)率、污泥的溫度和改變污泥的含水率來影響污泥中可以遷移的重金屬含量。降低污泥pH值能有效的提高修復(fù)效率、降低修復(fù)成本和縮短修復(fù)周期。實驗Ⅲ分析了硫桿菌對電動力

5、去除污泥中重金屬的影響機(jī)理。硫桿菌處理后的污泥，pH值降低，部分重金屬從穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)。經(jīng)硫桿菌預(yù)處理后的泥樣和未經(jīng)預(yù)處理的泥樣，在同樣條件下用電動力處理，處理結(jié)果為：預(yù)處理后Cd的去除率從61.85％上升到72.54％，Cu從34.26％上升到63.51％，Zn從65.06％上升到71.22％。預(yù)處理對Cu的影響比Cd、Zn大得多。用電動力處理Cu超標(biāo)污泥中重金屬時，將污泥先用硫桿菌預(yù)處理，可有效地提高其去除效果，處理后的污泥有利

6、于農(nóng)用。 本研究在前面的基礎(chǔ)上，以鉛鋅選礦尾砂為樣品，分別用電修復(fù)技術(shù)、陰極酸化技術(shù)和生物淋濾-電修復(fù)聯(lián)合基礎(chǔ)處理樣品，探索電修復(fù)技術(shù)在處理污泥中重金屬的應(yīng)用前景。結(jié)果表明：直接用電修復(fù)處理尾砂時，銅、鉛、鋅3者的處理效率為別為75.8％、37.8％和幾乎無效果；應(yīng)用中間循環(huán)沖洗技術(shù)處理尾砂時，銅、鉛、鋅3者的處理效率為別為81.4％、48.58％和36.3％；應(yīng)用生物淋濾-中間循環(huán)沖洗-電修復(fù)連用技術(shù)時，效果最佳，銅、鉛、鋅