污泥重金属处理
随着当今世界人口快速增长和经济的迅速发展，环境污染问题日益严重。各城市污水处理厂的大量兴建，有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。但污水处理过程中产生的大量污泥很容易对环境造成二次污染，由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其资源化农用已经成为当今研究的热点，但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素。许多学者针对如何减少和降低城市污泥中重金属毒害作用展开了广泛的研究，但系统性、经济性和实用性还达不到要求。因此对城市污泥进行重金属去除方法和资源化农用的系统研究，就显得有十分重要的意义。
本文以桂林市污水处理厂的污水污泥作为试验对象，以有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素为目的，以污泥的资源化农用作为研究的最终手段，从生物、化学和电化学处理三个方面对污泥中重金属的去除进行了分析研究。
本文对桂林市城市污泥的成分和化学性质作了详细分析，得出桂林城市污泥完全符合污泥资源化农用的营养物质要求。同时对桂林城市污泥中各重金属元素的化学形态分布情况进行了详细测定，对重金属的生物毒性作了评述，为进一步采用不同方法去除污泥中重金属提供了基础。通过对污泥中重金属的化学形态分析得出，桂林市污泥中大多数元素以稳定性较好的硫化物及有机结合态、残渣态形式存在，通
过适当的处理后可以安全地加以资源化利用。
试验得出：微生物方法更能有效地去除污泥中的重金属离子。重金属元素的去除除与pH值有关外，微生物的代谢、吸附等特性也可以大大促进污泥中的重金属形态的转变和促使重金属元素的溶出。同时对硫和硫酸亚铁盐作基质时最佳的投配比进行了讨论，得出硫作基质时投配比分别为3g/l 最佳。在污泥接种时，去除污泥中重金属离子可以达到较好的效果，且有利于淋滤周期的缩短。试验首次证实，硫酸亚铁盐作基质时在曝气条件下可以不需预酸化，也可以达到较好的处理效果。论文系统地比较了不同的酸剂处理污泥中重金属的效果，得出不同酸剂对不同的重金属元素的去除效果存在一定差异。重金属元素不同，其最佳的处理环境也不同；pH值越低，重金属元素的去除效果越好，氧化剂可对污泥中部分重金属的去除有较好的促进作用。
通过试验，对桂林市的部分超标污泥采用2%H2O2和10%HCl处理后效果更好，完全能满足我国农用污泥中重金属含量标准的要求。
本文对电化学法去除污泥中重金属进行了探索，采用高电压和高电流更能有效去除金属离子。首次针对污泥处理设计了污泥区与重金属回收区分离的处理装WP=6 置，在极液与污泥交界面设置隔膜，避免重金属元素重新发生沉积的可能，在通电4h左右，对污泥中重金属有较好的去除效果。
文中也对不同方法的经济性进行了比较，采用微生物处理污泥中的重金属，所需费用约为1.04元/ m3，采用化学方法时，用2%H2O2和10%HCl的处理费用为6.03元/ m3，而采用电化学方法每处理1吨污泥需耗电费4.4元。并得出了目前的最佳处理方法为微生物法。利用城市污水处理厂的污泥经处理后制成的有机复混肥对水稻等作物有较好的增产效果，肥效优于市场上同水平的其它有机复合肥，表明污泥资源化利用具有较好的前景。同时不会造成水稻的稻谷和稻茎中重金属元素含量的增加，因此，尽管在污泥中含有一定量的重金属，但经过处理后在水稻种植中施用是安全的。但须重视部分重金属As、Pb、Zn在土壤中富集作用。
国内去除污泥中重金属研究动态及分析
-生物淋滤法前景广阔
摘要：城市污泥中的重金属是影响城市污泥无害化和资源化的主要因素，如何有效去除污泥中重金属是当前市政工程和环境工程研究的热点，本文收集了目前我国正在研究且与环保疏浚关联性较强的重金属去除方法，并简单分析、比较每种方法的优缺点，综合评价生物淋滤法发展前景广阔，可做进一步的研究，以便较早应用于环保疏浚生产中。关键词：城市污泥重金属去除生物淋滤法
随着城市化进程的进一步加快，城市生活污水和工业废水对环境的污染越来越严重，为减轻水域污染指数，全国大中小城市大量上马增建了污水处理厂，伴随而来的是污水处理过程中产生大量的污泥，一方面污泥的任意堆放不仅占地多，而且还可造成二次污染；另一方面污泥内含丰富的N、P、K及植物所需的微量元素，具有很好的肥效，综合营养物质含量高于普通农家肥，若不加以利用将是对资源的巨大浪费。但污泥中同时还含有对人畜产生危害的重金属，而重金属与其它污染物不同，不能被微生物所降解，一旦进入土壤，容易被作物吸收，而且会在植物体内累积，最终通过食物链对人畜产生危害，因而污泥中重金属成为限制其污泥进一步利用的主要因素。如何有效去除重金属是解决污泥处理处置和资源化利用的关键性问题。目前，很多学者在这方面进行了研究探讨，涌现出许多新的技术和方法，本文收集整理了国内正在研究或初见成效的去除污泥中重金属方式方法，并对每种方法的优缺点稍做分析，通过比对生物淋滤法去除污泥中重金属效果较好，且工艺简单，操作方便，成本费用较低，本文将重点做介绍。
1.重金属的危害及污泥中重金属的来源
1.1、何为重金属
从环境污染方面所说的重金属，是指密度大于5g/cm3具有明显的生物毒性的一类金属元素。重金属具有毒性大，
生物富集性强，不可自然降解及来源复杂等特点。主要包括镉、铬、汞、铅、铜、锌、银、锡、砷、铝等，按毒性来讲汞、镉、铅、铬、砷毒性较强，称?五毒?。
1.2重金属的危害
重金属的危害主要表现为：
（1）抑制动植物生长。动植物饮用或浇灌受污染的水，轻者影响生长，重者动植物生病死亡，庄稼棵粒不收。
（2）通过饮水或食物危害人体健康。重金属可以经过生物链的生物放大作用，在较高级生物体内成千万倍富集起来，然后通过食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。如日本著名公害事件?骨痛病?就是因为消费者长期食用了被矿山与冶炼厂镉污染了的稻米和大豆所引起的；还有国内每年以几何倍数增长的?血铅病?等都是重金属污染造成的。最近2011年10月14日经济参考报报道：《土壤重金属污染集中多发，多地出现‘癌症村’》，记者走访了多个癌症及怪病多发村，都是重金属污染造成的。癌症村最小死亡者仅9岁，有的村大人吃当地水，给孩子买矿泉水。很多原来被老白姓传得神乎其神的怪病村现在多数被证实是重金属污染造成的。
（3）重金属长期在土壤存留，造成土壤板结，地力下降。1.3污泥中重金属的来源
污泥中重金属来源主要有工业排放、输水管道的腐蚀和
城市地表径流三个方面。其中工业排放或矿山开采是形成癌症村的主要危险源。城市污水通过污水处理后，70%-90%的重金属元素会通过吸附或沉淀转
移到污泥中，有人采集了全国30个大中城市污水处理厂的污泥样品，化验分析了其金属含量，其中锌和铜（管道腐蚀）在污泥中含量最高，是污泥中最主要的金属污染物，其次是铬、锰、铁。
2、重金属污染的控制及处理方法比较2.1源头控件
重金属的溶解度小，性质稳定，难以去除。降低重金属污染首先应从源头做起：即加强对各工业企业污水排放监控，将有害工业废水单独处理，实现安全排放，从源头防止有害工业废水进入城市排水网，降低重金属的污染。
2.2污泥中重金属处理方法比较
一旦造成重金属污染，应积极采取措施对污泥中重金属进行预处理，国内外在这方面做了大量工作，提出了很多方式方法。现介绍几种去除率高、与环保疏浚关联性强的方法，并比较如下：
（1）化学法：常用去除污泥中重金属的化学方法主要有利用酸化法提取重金属和加入改良剂使重金属稳定化两种。酸化法去除重金属是通过向污泥中投加硫酸、盐酸、硝酸等酸性化学物质，降低污泥的PH值，使污泥中大部分重金属转化为离子形态溶出；或者用EDTA、柠檬酸等络合剂
通过氯化作用、离子交换作用、酸化作用、螯合剂和表面活性剂的络合作用，将其中的重金属分离出来，达到减少污泥重金属总量的目的。有试验表明：按照1：1的HCL/H2SO4对污泥进行处理，重金属的去除率均在60%以上，多数达到100%。
这种方法去除效果很好，而且所需时间较短，但处理中需消耗大量的酸，处理后需要大量的水和石灰来冲洗或中和污泥，同时仪器易被强酸腐蚀，使该工艺花费较大，而且操运烦琐，使得化学法不能大规模应用于实际之中。
（2）电化学法：在污泥中插入电极对，在电极对上施加微弱直流电形成直流电场，污泥内部的矿物质颗粒、重金属离子及其化合物、有机物等物质在直流电场的作用下，发生一系列复杂的电化学反应，通过电激发、电化学溶解、电迁移、自由扩散等方式发生迁移，并富集到电极两端，使重金属以沉淀或金属形式析出，加以回收。此方法首先将不同形态的金属污染物转变成可溶态进入液相系统，然后在电场作用下通过离子迁移和电渗定向迁移出土壤。该方法对可交换态或溶解态的重金属去除效果较好，但是对于不溶态的重金属首先需改变其存在状态使其溶解再将其去除。因此重金属的存在状态对效果影响较大。
该方法对金属的去除效果较好，所需的耗能也较低，去除过程中不需要添加任何对环境不利的物质，但此方法也有
很大的局限性，对于渗透性高传导性差的污泥不太适用。该技术还处于起步阶段，还需进行大量的研究试验。
（3）重金属固定技术：
就是通过加入药剂将重金属加以固定，降低其生物有效性或活性，以使污泥土地使用后重金属难以被植物吸收利用且不宜迁移转化，从而减少对人类健康和环境的危害。。固定作用的工艺主要有堆肥、减性稳定和热处理等。2010年我们环保事业部承担的中新天津生态城污水库治理项目，就使用了重金属固化中的减性稳定技术。
重金属的固定作用在一定程度和一定时期内能减轻重金属的危害，但不能从根本上降低重金属的含量，对人类健康和环境仍存在着潜在的威胁。
（4）生物淋滤法
生物淋滤法是指利用自然界的微生物的直接作用或其代谢产物的
间接作用，产生氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶成分（重金属、硫及其它金属）分离浸提出来的一种技术，最初用于难浸提矿石或贫矿中金属的溶出或回收。目前全世界正将此技术扩展应用到环境污染治理领域，并做了大量的研究、试验工作。
污泥生物淋滤技术是通过向污泥中添加一定的底物使污泥中存在的特异化能自养型的嗜酸性硫杆菌获得能量，加
强催化、氧化作用，降低污泥体系的PH值，使难溶态的重金属从固相溶出进入液相，再通过污泥脱水而达到去除污泥中重金属的目的。此方法操作简单，去除效率较高，一般重金属去除率达90%以上，成本费用也较低。其主要优点如下：
①生物淋滤不需要加酸对污泥进行预酸化，与化学沥滤比可节省80%的耗酸量。
②启动迅速，沥滤效益高、时间短，适用于处理任何污泥。③操作简单，运行过程无需特殊控制，在10-37度范围内均能沥滤重金属（最佳温度是25-30度），冬季也无需加热，所用基质S和FeSO4.7H2O容易保存和运输。
④污泥经生物淋滤后，脱水性能大幅度提高，脱水时不需要添加絮凝剂，有效节省污泥脱水成本。生物淋滤污泥脱水性比厌氧消化污泥提高38倍。
⑤污泥中病原微生物易造成疾病传播，生物淋滤既能去除重金属又能杀灭病原菌，并使VSS下降。
通过比较上述几种重金属的去除方法，生物淋滤法去除重金属较经济、有效、可行，它提高了污泥农用的安全性，能使污泥变废为宝，真正实现污泥的减量化、无害化和资源化。
3.生物淋滤法去除污泥中重金属机理
生物淋滤法的主要机理是通过向污泥中添加能量物质，增加污泥中现有硫杆菌的氧化活性，降低污泥体系的PH值，
使难溶态的重金属从固相溶出进入液相，再通过污泥脱水而达到去除污泥中重金属的目的。
3.1生物淋滤法采用的菌种及其特性：
利用微生物法去除污泥中重金属，使用最为广泛的微生物是氧化亚铁硫杆菌（T.f）和氧化硫硫杆菌（T.t）和铁氧化钓端螺旋菌（L.f）。它们都是严格好氧的化能自养菌，通过氧化还原态的硫化物获得能量，能耐受高浓度重金属的毒性，这些硫杆菌根据其酸化能力可分为弱嗜酸硫杆菌和嗜酸硫杆菌。嗜酸硫杆菌是生物淋滤过程中起主要作用的微生物。这种菌通常在酸性环境下生长，PH值2-5时生长良好，这主要与硫或硫化物的存在和氧化有关。运用微生物方法去除污泥中重金属，只有个别元素（Cr、Pb）的去除率稍低外，其它大部分重金属的去除率均在70-90%。生物淋滤技术运行成本低，实用性强，是一种经济有效极具潜力的重金属去除方法。
3.2生物淋滤法去除重金属的机理
厌氧消化污泥是国内外污泥消化的主要形式，污泥中的重金属70%以难溶性的硫化物形式存在。在氧化亚铁硫杆菌等细菌的作用下，金属硫化物变成可溶性的硫酸盐，污泥中的重金属由原来的有机质结合态变为游离态，通过固相分离达到去除污泥中重金属的目的。根据硫杆菌氧化硫化合物的方式不同，氧化硫杆菌溶出污泥中重金属有两种作用机理，
即直接机理和间接机理。
（1）直接机理
氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的直接作用机理是一样的。细菌通过其分泌的胞外多聚物直接吸附在污泥中金属硫化物的表面，通过
细胞内特有的氧化酶直接氧化金属硫化物，生成可溶性的硫酸盐。
T.f MS+2O2MSO4M2++SO42-T.t
（2）氧化亚铁硫杆菌的间接机理①Fe2+
被氧化亚铁硫杆菌氧化成Fe3+
②Fe3+进一步将重金属硫化物氧化为重金属硫酸盐而沥出并产生硫酸
③硫酸进一步与重金属硫化物反应生成重金属硫化物和单质硫
④单质硫被氧化亚铁硫杆菌氧化成硫酸，这样就构成了一个氧化还原的循环系统。只要对脱出的污水进行适当处理，即可达到去除重金属的目的。微生物淋滤后的污泥其PH 值低于2.0，更加促进了重金属的沥出。
T.f
2FeSO4+0.5O2Fe2(So4)3+H2O
4Fe2(SO4)3+2MS+4H2O+2O28FeSO4+4H2SO4 +2MSO4
MS+0.5O2+H2SO4MSO4+H2O+S S+1.5O2+H2O T.f H2SO4（3）氧化硫硫杆菌的间接淋滤机理：在有氧的条件下，氧化硫硫杆菌将单质硫氧化成硫酸，然后在硫酸的作用下把重金属生成可溶性硫酸盐，使重金属从污泥中淋滤出。
S+H2O+1.5O2T.t H2SO4
4.1生物淋滤法工艺简单：
生物淋滤法去除污泥中重金工艺流程如下；利用生污泥中的有益菌进行富集培养获取接种液—向生污泥中添加能量物（硫酸亚铁添加量是5g/L，单质硫是4g/L）--向生污泥中添加接种液—充分混合、间歇搅拌，在好气条件下培养到PH下降到2.5以下—脱毒污泥压滤脱水--脱水污泥经石灰中和后施入土壤。
4.2生物淋滤法技术要求不强
生物淋滤法的主要技术是进行微生物富集培养。而培养过程极为简单，可操性强。
所谓富集培养：就是在较适宜温度、PH值条件下，通过向污泥中添加一定数量的能量物质（底物），使污泥中原
有的有益菌活性增强，繁殖速度加快，重复操作2-3次，最终获取活性更强、菌群更大的接种液。如氧化硫硫杆菌的富集培养过程如下：
取一定量生污泥，按10g/L(硫粉重量/污泥体积)加入硫粉，置于100r/min,温度28度怛温箱中振荡培养，待污泥样品中的PH值降到2.0以下，停止振荡。取培养好的接种液，按5%（5份接种液/100份生污泥）的接种量加到生污泥中，同样加入10g/L的硫粉，在同样条件下振荡培养，待PH值降到2.0以下，按同样的方法再富集培养一次，培养期间通过采用称量法补充蒸发掉的水份，经过2-3次富集培养所得的混合液即为经驯化后的可用于污泥重金属生物淋滤的硫细菌接种液。
氧化亚铁硫杆菌的富集培养方法同上。
另外，很多科研单位或学校都在进行这方面的研究，我们可以和其合作，尽快将生物淋滤法应用到生产实践中去。5.影响生物淋滤过程中重金属去除效果的因素
影响去除效果的因素较多，其中最为主要的是PH值、微生物的数量、温度及污泥的浓度。生物淋滤法在土壤重金属修复方面应用和研究较广，但是应用到城市污泥中重金属的处理还处于试验研究阶段。从已报道的文献看，研究主要集中在污泥浓度和各类温度与起始PH值、基质种类与用量、氧化还原电位等影响因素与重金属去除效率间的关系。具体
如下：
5.1PH值：硫杆菌的生长状况是由污泥中的PH值来决定的，硫杆菌通过氧化还原态的硫化物来获得其生长所需的能量，伴随这一过程，PH值降低，污泥中的重金属由原来的有机结合态变为游离态。有研究表明：PH为4.0时，嗜酸硫杆菌生长迅速，但不同起始PH值的处理并不影响重金属的最终去除效率，而是影响达到最终效果所需要的时间，因此从节约成本的角度，生物淋滤无需进行预酸化处理。
5.2氧化还原电位：氧化还原电位越高，金属硫化物被氧化为硫酸盐而溶解出来速度越快。
5.3温度：7-35度范围内，氧化亚铁硫杆菌，随温度升高，能耗加大，淋滤速度加快，周期缩短。氧化亚铁硫杆菌的最佳生长温度是30度；氧化硫硫杆菌的最佳生长温度是28度。这也是微生物氧化能力最强的温度。
5.4污泥种类和浓度
由于不同类型污泥（一沉污泥、活性污泥、消化污泥）中重金属
存在状态不同，污泥的种类和特性会影响生物淋滤效率。厌氧消化污泥中Cu去除率高于好氧消化污泥；生物淋滤过程采用的污泥浓度越高就越有利于降低运行成本。然而，浓度越高，对pH的缓冲性能越好，因而淋滤过程pH 下降也越困难。重金属的去除效率也降低。
5.5氧气浓度
生物淋滤过程中起主要作用的细菌都是好氧的无机化能自养细菌，氧气的供应量与细菌的生长繁殖息息相关。在适宜的pH条件下，氧化亚铁硫杆菌催化的亚铁生物氧化速率是化学氧化的105～106倍，最大耗氧量达到21000μL/（mg细胞N〃h）。而30℃下，水中的氧化饱和浓度仅为7.5mg/L,在温度更高的酸性条件下氧气溶解度还要下降。因此必须采取措施保证在淋滤过程中有足够的氧气供应。在连续搅拌池式反应器（CSTR）中一般采用高速搅拌来增加空气与液相的接触，也可从底部鼓入空气（一般每升污泥每分钟通0.5L空气），但这些措施都需消耗大量的能源。在大规模应用过程中氧气的供应还需做进一步的研究。
5.6底物：底物的种类和用量会影响微生物的生长速度及数量，从而影响金属的淋滤效果，硫酸亚铁做底物效果最好，依次是单质硫，硫代硫酸盐。同一基质，不同用量对重金属的淋溶效果也有明显产差异。
氧化亚铁硫杆菌需添加硫酸亚铁做底物，太原理工大学试验：设2g/L、5g/L、8g/L、10g/L4个底物投放量，除2g/L 外，其它三个随投放量的加大，PH值降低速度加快，重金属去除率到达最大值的时间缩短，但最终PH值和重金属最终去除率差别不大，只是2g/L投放量因Fe2+的总量小，无法满足氧化亚铁硫杆菌生长的需要，所以PH下降幅度小，
重金属去除率也相对较低，综合考虑，以5g/L亚铁投加量最为合理有效。
同样方法氧化硫硫杆菌添加单质硫试验，添加4g/L单质硫粉较经济高效。
5.7接种量：接种量的多少将直接影响淋滤效果。太原理工最佳接种量试验：经过富集培养后的氧化亚铁硫杆菌，用于污泥中重金属的去除，设置多种接种量，最后5%的体积比（5份菌液，100份污泥）的接种量，对于Zn、Cr和Cu这三种金属而言，与高接种量达到相似的重金属沥出效率。因此，综合考虑污泥重金属的去除率及经济因素，选用5%的接种量是科学合理的。多种金属的沥出率达90%以上。
同样的方法试验氧化硫硫杆菌的接种量为3%的菌量较经济有效，酸化效果好。
5.8搅拌速度：菌液加入污泥后需充分混合才发挥淋滤作用，一般采用搅拌机来完成此操作，通过试验搅拌速度以每分150转（150r/min）,即可满足生物淋滤过程中对溶解氧DO的要求，时间以搅拌20分，停40分所取得的淋滤效果和一直搅拌效果接近，故应选150转的搅拌机，每搅拌20分钟，停40分种既节约能源又不影响效果。
6.生物淋滤法的应用前景
经过生物淋滤后的污泥中锌和铜的去除率均在90%以上，Cr达75%以上，使重金属含量大大减少，污泥中残余
的重金属含量均符合我国污泥农林利用土壤标准。
生物淋滤法的应用前景
生物淋滤法启动迅速，沥滤效率高，时间短，适合处理任何污泥，不仅可有效地去除污泥中重金属，而且还有如下优越性
处理费用低：生物淋滤法无需加酸对污泥进行预酸化，与化学沥
滤比可节省约80%的耗酸量，污泥经沥滤后，脱水性能大幅度提高，脱水时不需加絮凝剂，有效地节约污泥脱水成本
运行操作简单，只需向污泥中加入经过富集培养的菌液及底物，通过搅拌，沥出水分便达到了去除重金属的目的。
可改善污泥品质，污泥经生物淋滤后，重金属得以高效去除，脱水性能得到大大改善，污泥中VSS下降，污泥中病源菌也大多被消灭。
这种技术去除污泥中重金属有很好的经济效益和环境效益，发展潜力很大。
如果去除重金属能和污泥脱水减容有机结合，那将使我们的环保疏浚技术又上升一个台阶。
参考文献：
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敦球
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艺
污泥中重金属的毒理研究与治理措施 随着我国城市化进程的加快，污水处理量日益增加，相应的污泥产量也大幅增多。城市污泥含水率高、有机质含量多、富集了较多重金属元素，需要进行妥善处理与处置。目前，对于污泥可采取的处理与处置方法包括污泥农用、污泥堆肥、污泥焚烧发电和污泥填埋。重金属是污泥中所含有的污染物之一，与其他许多污染物不同，重金属元素不能被微生物所降解，一旦污泥中的重金属元素通过多种途径进入生物圈，重金属元素的毒性将会给动物体产生严重损伤，影响动物体的正常生理活动，甚至影响动物的种群数量，造成生态环境的失衡。因此必须要对污泥中的重金属进行十分妥善的处理，避免或减少其对于动物健康的影响。污泥中对动物健康具有较大危害的重金属元素主要有Cd(镉)、Zn(锌)、Cu(铜)、Pb(铅)等。 1污泥中重金属进入环境的主要途径 城市污泥来源于城市污水处理厂，经过脱水处理后以非流动状态存在。污泥在进行处理与处置过程中可能通过多种途径进入环境中对动物健康造成危害。污泥中的重金属元素主要可以通过三种途径进入环境当中，即水、大气和土壤。 1.1污泥中重金属通过水途径进入环境 污泥填埋是将污泥经过预处理之后送往垃圾填埋场进行最终处置，经过预处理的污泥在有机质含量、含水率和重金属元素稳定性上都会有较好的改善，预处理多为固化处理。露天填埋的污泥经雨水或其他地表水的浸泡，在堆埋过程中以渗滤液的形式溢出，渗滤液通过填埋底层的薄弱地带下渗进入地下水环境中，对其造成污染，进一步通过水循环重金属元素将会进入环境之中。 1.2污泥中重金属通过大气途径进入环境 污泥中重金属进入大气环境多是在污泥焚烧处理过程之中，污泥的焚烧技术由于可较大程度的减少污泥的体积，可以彻底的消灭其中的细菌和微生物，受到了国内外广泛的关注。但是如果焚烧过程没有很好的控制，将会造成二次污染，其中富集在污泥中的重金属存在两种迁移途径：一种是很好的被固定在污泥焚烧残渣中，另一种是随飞灰进入到大气环境当中。重金属在飞灰中的含量受到焚烧温度、停留时间、含水率以及添加剂的加入等因素的影响。温度对飞灰中重金属含量的影响表现在焚烧温度的提高，Cu、Zn、Pb重金属元素在烟气飞灰中的含
污泥重金属处理 随着当今世界人口快速增长和经济的迅速发展，环境污染问题日益严重。各城市污水处理厂的大量兴建，有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。但污水处理过程中产生的大量污泥很容易对环境造成二次污染，由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其资源化农用已经成为当今研究的热点，但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素。许多学者针对如何减少和降低城市污泥中重金属毒害作用展开了广泛的研究，但系统性、经济性和实用性还达不到要求。因此对城市污泥进行重金属去除方法和资源化农用的系统研究，就显得有十分重要的意义。 本文以桂林市污水处理厂的污水污泥作为试验对象，以有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素为目的，以污泥的资源化农用作为研究的最终手段，从生物、化学和电化学处理三个方面对污泥中重金属的去除进行了分析研究。 本文对桂林市城市污泥的成分和化学性质作了详细分析，得出桂林城市污泥完全符合污泥资源化农用的营养物质要求。同时对桂林城市污泥中各重金属元素的化学形态分布情况进行了详细测定，对重金属的生物毒性作了评述，为进一步采用不同方法去除污泥中重金属提供了基础。通过对污泥中重金属的化学形态分析得出，桂林市污泥中大多数元素以稳定性较好的硫化物及有机结合态、残渣态形式存在，通
过适当的处理后可以安全地加以资源化利用。 试验得出：微生物方法更能有效地去除污泥中的重金属离子。重金属元素的去除除与pH值有关外，微生物的代谢、吸附等特性也可以大大促进污泥中的重金属形态的转变和促使重金属元素的溶出。同时对硫和硫酸亚铁盐作基质时最佳的投配比进行了讨论，得出硫作基质时投配比分别为3g/l 最佳。在污泥接种时，去除污泥中重金属离子可以达到较好的效果，且有利于淋滤周期的缩短。试验首次证实，硫酸亚铁盐作基质时在曝气条件下可以不需预酸化，也可以达到较好的处理效果。论文系统地比较了不同的酸剂处理污泥中重金属的效果，得出不同酸剂对不同的重金属元素的去除效果存在一定差异。重金属元素不同，其最佳的处理环境也不同；pH值越低，重金属元素的去除效果越好，氧化剂可对污泥中部分重金属的去除有较好的促进作用。 通过试验，对桂林市的部分超标污泥采用2%H2O2和10%HCl处理后效果更好，完全能满足我国农用污泥中重金属含量标准的要求。 本文对电化学法去除污泥中重金属进行了探索，采用高电压和高电流更能有效去除金属离子。首次针对污泥处理设计了污泥区与重金属回收区分离的处理装WP=6 置，在极液与污泥交界面设置隔膜，避免重金属元素重新发生沉积的可能，在通电4h左右，对污泥中重金属有较好的去除效果。
污泥重金属的处理方法 前言 在20世纪初，由于全球人口密度还不高，现代化大工业也未普遍出现，因而那时的污水浓度很低、数量也较少。当这些污水排放到自然环境中，自然生态系统能够正常地发挥它们的调节功能，靠自然界微生物的分解就可以达到自动处理。但在人口密度提高，工业发达后，污水浓度和排放量不断增加。巨大数量的含重金属废水排放到江河湖海中，靠自然界微生物的分解自动处理已经不可能了。这就必须进行人工处理。当前我国虽然有些地方对废水进行了一定程度的处理，但也只是其中的一部分，绝大部分废水未经处理或初步处理就直接排放，污水中的各种指标还远远高于国家规定的排放标准。所以目前我国的各大流域和各大湖泊、海洋水域都存在不同程度的污染，特别是辽河流域、淮河流域、滇池、太湖、巢湖、渤海、胶东湾等地区的水污染尤为严重。由此可见对废水进行一定程度的处理是十分有必要的。传统上处理重金属废水的方法主要是物理化学法，如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、氧化还原法等，但这些方法都具有二次污染严重，处理成本高等问题。近年来人们开始为重金属废水的处理寻找新的方法。过去人们普遍认为活性污泥法不宜用来处理重金属废水，因为重金属废水中有机物质较少，而且重金属对污泥中的微生物有很强的毒害作用。但近年的研究结果表明，通过改造现行的活性污泥法可以处理重金属废水。向生活污水注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水。这样，在持续一段时间后，在污水中即将形成一种呈黄褐色的絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就是称为“活性污泥”的生物污泥。活性污泥法处理重金属废水主要是利用活性污泥中的细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂形成的具有很强吸附分解能力的污泥颗粒来完成的。活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理技术。 目前最普遍使用的是活性污泥法，主要是用于去除溶解性和胶体有机物。效率较好的是生物膜法，在特殊行业废水的处理中应用最为常见。活性污泥(Activated sludge)可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥，不论是哪一种，活性污泥都是由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结构复杂的肉眼可见的绒絮状微生物共生体。这样的共生体有很强的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解很多的污染物，可以达到处理和净化污水的目的。 活性污泥法是指利用人工驯化培养的菌胶团——带粘性的，薄膜状的微生物团块，在人工强化的环境中呈悬浮状态生长，分解氧化污水中可降解的有机物质，从而使污水得到净化的方法。是采用人工曝气的手段，使栖息有大量微生物群的絮状泥粒均匀分散并悬浮在反应器中，与废水充分接触，在有溶解氧的条件下，徽生物利用废水中所含的有机物，进行同化合成和异化分解的代谢活动。 活性污泥法的主要问题是产生大量剩余的污泥，需要用其它办法处理。 污泥中含有丰富的有机营养成分氮、磷、钾等元素，有机物的浓度一般为60％～70％，其含量高于农家肥，是肥田、改良土壤、园林绿化建设的好材料。但是.污泥中也含有大量的病原菌、寄生虫卵，以及铜、铝、锌、铬、砷、汞等重金属和多氯联苯、二晤英、放射性元素等难降解的有毒有害物质，如果利用不当，极易造成二次污染。当前，处理污泥中的重金属方法主要有生物处理方法和非生物处理方法。前者成本较低，效果明显，但所用时间长，占地面积大，操作烦琐。而对于后者的研究目前已经引起了广泛的关注，国内外学者作了大量的研究工作。
国内去除污泥中重金属研究动态及分析 -生物淋滤法前景广阔 摘要：城市污泥中的重金属是影响城市污泥无害化和资源化的主要因素，如何有效去除污泥中重金属是当前市政工程和环境工程研究的热点，本文收集了目前我国正在研究且与环保疏浚关联性较强的重金属去除方法，并简单分析、比较每种方法的优缺点，综合评价生物淋滤法发展前景广阔，可做进一步的研究，以便较早应用于环保疏浚生产中。 关键词：城市污泥重金属去除生物淋滤法 随着城市化进程的进一步加快，城市生活污水和工业废水对环境的污染越来越严重，为减轻水域污染指数，全国大中小城市大量上马增建了污水处理厂，伴随而来的是污水处理过程中产生大量的污泥，一方面污泥的任意堆放不仅占地多，而且还可造成二次污染；另一方面污泥内含丰富的N、P、K及植物所需的微量元素，具有很好的肥效，综合营养物质含量高于普通农家肥，若不加以利用将是对资源的巨大浪费。但污泥中同时还含有对人畜产生危害的重金属，而重金属与其它污染物不同，不能被微生物所降解，一旦进入土壤，容易被作物吸收，而且会在植物体内累积，最终通过食物链对人畜产生危害，因而污泥中重金属成为限制其污泥进一步利用的主要因素。如何有效去除重金属是解决污泥处理处置和资源化利用的关键性问题。目前，很多学者在这方面进行了研究探讨，涌现出许多新的技术和方法，本文收集整理了国内正在研究或初见成效的去除污泥中重金属方式方法，并对每种方法的优缺点稍做分析，通过比对生物淋滤法去除污泥中重金属效果较好，且工艺简单，操作方便，成本费用较低，本文将重点做介绍。 1.重金属的危害及污泥中重金属的来源
1.1、何为重金属 从环境污染方面所说的重金属，是指密度大于5g/cm3具有明显的生物毒性的一类金属元素。重金属具有毒性大，生物富集性强，不可自然降解及来源复杂等特点。主要包括镉、铬、汞、铅、铜、锌、银、锡、砷、铝等，按毒性来讲汞、镉、铅、铬、砷毒性较强，称?五毒?。 1.2重金属的危害 重金属的危害主要表现为： （1）抑制动植物生长。动植物饮用或浇灌受污染的水，轻者影响生长，重者动植物生病死亡，庄稼棵粒不收。 （2）通过饮水或食物危害人体健康。重金属可以经过生物链的生物放大作用，在较高级生物体内成千万倍富集起来，然后通过食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。如日本著名公害事件?骨痛病?就是因为消费者长期食用了被矿山与冶炼厂镉污染了的稻米和大豆所引起的；还有国内每年以几何倍数增长的?血铅病?等都是重金属污染造成的。最近2011年10月14日经济参考报报道：《土壤重金属污染集中多发，多地出现‘癌症村’》，记者走访了多个癌症及怪病多发村，都是重金属污染造成的。癌症村最小死亡者仅9岁，有的村大人吃当地水，给孩子买矿泉水。很多原来被老白姓传得神乎其神的怪病村现在多数被证实是重金属污染造成的。 （3）重金属长期在土壤存留，造成土壤板结，地力下降。 1.3污泥中重金属的来源 污泥中重金属来源主要有工业排放、输水管道的腐蚀和城市地表径流三个方面。其中工业排放或矿山开采是形成癌症村的主要危险源。城市污水通过污水处理后，70%-90%的重金属元素会通过吸附或沉淀转
重金属废水处理技术探讨及其前景展望 随着经济的快速发展，废水的大量排放，土壤和水源中重金属积累的加剧，重金属的污染也日益严重。由于重金属易通过食物链而生物富集，构成对生物和人体健康的严重威胁。如何有效地治理重金属污染已成为人类共同关注的问题。而重金属的污染情况在开发区的污水中也较为严重，根据长沙市环境监测站的检测情况，我们发现开发区废水中的镍（Ni）存在间歇超标的现象，在对污泥进行监测的时候也发现了污泥中总镉、总镍、总铜超过了污泥农用时污染控制标准限值因此在这里对重金属的处理方法进行了以及发展前景进行了探讨。 国内外学者对重金属污染的治理问题做了大量的研究[1、2]。目前已开发应用的废水处理方法主要有化学法、物理化学法和生物法，包括化学沉淀、电解、离子交换、膜分离、活性碳和硅胶吸附、生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法。采用化学法、物理化学法都将残生污染转移，易造成二次污染，且对于大流域、低浓度的有害重金属污染难以处理。而生物法具有效果好、投资少及运作费用低、易于管理和操作、不产生二次污染等优点，日益受到人们的关注。下面就这几种方法进行探讨： 1 化学法
化学法主要包括化学沉淀法和电解法，主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理。 化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金 属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法[3]。由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。 电解法是利用金属的电化学性质，金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来，然后加以利用。电解法主要用于电镀废水的处理，这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以，电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。 2 物理化学法 离子交换法和膜分离技术适用于含较低浓度重金属离子废水的 处理。 离子交换法是在离子交换器中进行,此方法借助离子交换剂来完成。在交换器中按要求装有不同类型的交换剂，含重金属的液体通过交换剂时，交换剂上的离子同水中的重金属离子进行交换，达到去除水中重金属离子的目的。这种方法受交换剂品种、产量和成本的影响。几年来，国内外学者就离子交换剂的研制开发展开了大量的研究工作
下达文号：粤财教[2007]219 号项目编号：2007B090400037批复流水号： 广东省教育部产学研结合项目 验收意见表 项目名称：重金属污泥循环利用的零排放处理工艺的产业 化实施 承担单位：惠州大亚湾惠绿环保服务有限公司 参与单位1：华南理工大学 参与单位2： 其他参与单位： 项目支持金额：30 万元 项目起止期：自2007年9 月至2009年9月 验收主持单位：惠州市科学技术局 广东省教育部产学研结合协调领导小组办公室 二○○八年一月制
表一、验收专家小组评审意见表 专家组 验收评审 意见 受广东省科学技术厅委托，惠州市科学技术局于2010年5月28日在惠州主持召开了惠州大亚湾惠绿环保服务有限公司与华南理工大学共同承担的“重金属污泥循环利用的零排放处理工艺的产业化实施”(编号：2007B090400037)项目的验收会。项目验收专家听取了承担单位项目完成情况的汇报，考察了现场，审查了验收资料，并进行了质询。经讨论，形成如下验收意见： 1、项目承担单位提供的验收资料齐全，符合验收的有关规定； 2、项目承担单位开发出具有自主知识产权的低成本、高效率的超声波辅助浸取分离方法，建立了一套低成本、基本零排放的重金属污泥循环利用的处理工艺，生产的各种资源化产品质量达到国家标准的要求； 3、项目承担单位基本完成了主要经济指标； 4、该项目的实施对高校与企业的人才培养起到积极的作用； 5、经惠州天信会计师事务所专项审计，项目配套经费到位，财政经费与配套经费实行专款专用，使用合理，符合项目管理规定。 验收组认为，该项目完成了合同规定的主要研究和开发内容，主要技术指标达到合同要求，产学研合作成效显著，一致同意该项目通过验收。 专家组长签字 年 月 日
污泥固化施工方案 固化目标 根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》（GB/T 23485-2009）规定的污泥填埋基本指标及《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）相关规定，同时考虑到施工期间需要承受原位固化搅拌器等大型设备，污泥在经过28 d 固化龄期后需达到的指标如下表所示： 污泥固化施工总体方案 根据招标文件，污泥固化施工内容主要包括： （1）表层渗沥液导排； （2）原位固化污泥。 根据勘测资料，1#污泥坑和2#污泥坑均有不同深度的渗沥液，3#污泥坑基本无渗沥液，因此拟将渗沥液运至西坑尾垃圾填埋场的渗沥液处理站进行处理后，再进行原位固化施
工。 : 在充分考虑并对比了目前国内外常用的几种污泥固化封场施工方案的固化效果、经济可行性、技术可行性、公众接受程度等因素的基础上，决定采用原位污泥固化技术对填埋区内的污泥进行固化处理。 原位固化技术对污泥坑的扰动少、二次污染小；处理工艺简单、工程便于实施；固化污泥过程中不产生渗沥液；施工工期较短，在市政污泥处理应用方面已有工程实例。 综合考虑填埋场三个污泥坑的实际情况以及项目进展情况，沥溪填埋场污泥坑污泥固化工艺路线如下图所示： 图污泥原位固化工艺流程图 表层渗滤液排导 （1）表层渗沥液水量 污泥坑总面积为17502 m2，垃圾堆体面积19498 m2，根据勘测资料，三个污泥坑表层渗沥液的平均深度为：1#污泥坑渗沥液平均水深为，水面面积为5869 m2；2#污泥坑渗沥
液平均水深为，水面面积为7905 m2；3#污泥坑基本无渗沥液。总的渗沥液量为12756 m3，此量随着季节是变化的，本次计算量为四月份实测数据，属珠海当地梅雨季节，旱季时该量会有所减少。 、 （2）表层渗沥液转运 ①施工前表层渗滤液转运 根据现场勘查，目前场区内的渗沥液一部分通过一根 D400的输送管排至一期的调节池，另外一部分通过一根D100的排水管道直接排至下游的市政污水管网。 为保证原位固化方案的有效实施，固化前，需先及时将三个污泥坑内的表层渗沥液排除，经与垃圾场管理人员沟通，拟将渗沥液利用槽罐车优先转运至西坑尾垃圾填埋场的渗沥液处理站进行处理。 ②转运车辆 西坑尾垃圾填埋场的渗滤液处理能力为1000吨/天，垃圾场旱季的渗滤液量约450吨/天，目前尚有余力处理本工程垃圾场的渗滤液，污水导排时间安排41天，每天倒运至西坑尾的污水量为319m3，污泥区修建沙袋集水井，集水井底部设置排水泵，把污水抽到吸污车中，倒运至西坑尾垃圾场渗沥液处理站处理，运距5km左右。
电镀污泥的无害化处置和资源化利用发展趋势 电镀污泥是指电镀行业中废水处理后产生的含重金属污泥废弃物,被列入国家危险废物 名单中的第十七类危险废物。作为电镀废水的“终态物”虽,然其量比废水要少得多,但是由于废水中的Cu、Ni、Cr、Zn、Fe 等重金属都转移到污泥中,从某种意义上说,电镀重金属污泥对环境的危害要比电镀废水严重。如果对这种危害性极大的电镀污泥不作任何处置,其对生态环境的破坏是不言而喻的,另一方面,如果对电镀污泥中品位极高的重金属物质不加以回收利意味着资源的巨大浪费。因此,对电镀重金属污泥进行无害化处置和资源化综合利用,国内外的学者们在这方面做了不少研究工作 ,取得了许多阶段性的成果。 按照对电镀废水处理方式的不同，可将电镀污泥分为混合污泥和单质污泥两大类。前者是将不同种类的电镀废水混合在一起进行处理而形成的污泥；后者是将不同种类的电镀废水分别处理而形成的污泥，如含铬污泥、含铜污泥、含镍污泥、含锌污泥等。但是，实际上大多数电镀小企业的废水经过处理后得到的多是混合污泥。因此，目前针对电镀污泥的处理和 资源化利用也是以混合污泥为主要对象。 针对电镀污泥的特点及其危害性,从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑,主要采用 以下两种处理方式,一是经过处理后,使污泥不会引起二次污染而丢弃并贮存,即无害化处置 二是使对污泥中的重金属资源进行综合回收,即资源化利用。 电镀污泥的无害化处置主要有：固化剂固化、填埋、投海、焚烧热处理和生物处理。 在危险固体废物诸多处理手段中,固化技术是危险废物处理中的一项重要技术,在区域性 集中管理系统中占有重要地位。和其他处理方法相比,它具有固化材料易得、处理效果好、 成本低的优势。固化过程是利用添加剂改变废物的工程特性（例如渗透性、可压缩性和强度等）的过程。近年来,美国、日本及欧洲一些国家对有毒固体废物普遍采用固化处置技术,并认 为这是一种将危险物转变为非危险物的最终处置方法,所采用的固化材料有水泥、石灰、玻 璃和热塑料物质等。其中,水泥固化是国内外最常用的固化技术,在美国被认为是一种途的技 术,它被证明对一些重金属的固定是非常有效的。美国国家环保局也确认它对消除一些特种工厂所产生的污泥有较好的效果。 从经济、技术、废物现状来看,填埋技术是比较适合中国国情的一项危险废物无害化处置途径,但国内针对电镀污泥这一类危险废物的填埋技仍处于较低的水平。由于对大多数工业危险废只是简单的堆放或填埋,因此,对环境的破坏相严重,特别是对地下水的污染问题十分突出。但技术的障碍是有限 期的,在目前和不久的将来,填埋仍然是必要的。特别强调的是 危险废物的安全埋,即在填埋前必须进行预处理使其稳定化,以少因毒性或可溶性造成的潜在
电镀污泥的无害化处置和资源化利用发展趋势电镀污泥是指电镀行业中废水处理后产生的含重金属污泥废弃物,被列入国家危险废物名单中的第十七类危险废物。作为电镀废水的“终态物”,虽然其量比废水要少得多,但是由于废水中的Cu、Ni、Cr、Zn、Fe等重金属都转移到污泥中,从某种意义上说,电镀重金属污泥对环境的危害要比电镀废水严重。如果对这种危害性极大的电镀污泥不作任何处置,其对生态环境的破坏是不言而喻的,另一方面,如果对电镀污泥中品位极高的重金属物质不加以回收利意味着资源的巨大浪费。因此,对电镀重金属污泥进行无害化处置和资源化综合利用,国内外的学者们在这方面做了不少研究工作,取得了许多阶段性的成果。 按照对电镀废水处理方式的不同，可将电镀污泥分为混合污泥和单质污泥两大类。前者是将不同种类的电镀废水混合在一起进行处理而形成的污泥；后者是将不同种类的电镀废水分别处理而形成的污泥，如含铬污泥、含铜污泥、含镍污泥、含锌污泥等。但是，实际上大多数电镀小企业的废水经过处理后得到的多是混合污泥。因此，目前针对电镀污泥的处理和资源化利用也是以混合污泥为主要对象。 针对电镀污泥的特点及其危害性,从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑,主要采用以下两种处理方式,一是经过处理后,使污泥不会引起二次污染而丢弃并贮存,即无害化处置;二是使对污泥中的重金属资源进行综合回收,即资源化利用。 电镀污泥的无害化处置主要有：固化剂固化、填埋、投海、焚烧热处理和生物处理。 在危险固体废物诸多处理手段中,固化技术是危险废物处理中的一项重要技术,在区域性集中管理系统中占有重要地位。和其他处理方法相比,它具有固化材料易得、处理效果好、成本低的优势。固化过程是利用添加剂改变废物的工程特性(例如渗透性、可压缩性和强度等)的过程。近年来,美国、日本及欧洲一些国家对有毒固体废物普遍采用固化处置技术,并认为这是一种将危险物转变为非危险物的最终处置方法,所采用的固化材料有水泥、石灰、玻璃和热塑料物质等。其中,水泥固化是国内外最常用的固化技术,在美国被认为是一种途的技术,它被证明对一些重金属的固定是非常有效的。美国国家环保局也确认它对消除一些特种工厂所产生的污泥有较好的效果。 从经济、技术、废物现状来看,填埋技术是比较适合中国国情的一项危险废物无害化处置途径,但国内针对电镀污泥这一类危险废物的填埋技仍处于较低的水平。由于对大多数工业危险废只是简单的堆放或填埋,因此,对环境的破坏相严重,特别是对地下水的污染问题十分突出。但技术的障碍是有限期的,在目前和不久的将来,填埋仍然是必要的。特别强调的是
城市污泥中重金属的处理及污泥资源化利用现状 摘要：随着我国居民生活水平的提高和城市经济的发展，我国城镇污水处理设备的建设不断加强。在大规模的处理污水后，城市污泥中重金属的处理成为了污泥再次利用的主要问题。该文综述了城市污泥中重金属的形态分布及特点，并介绍了当前我国处理城市污泥重金属主要技术及其优缺点，最后对污泥处理技术及污泥应用进行了展望。 关键词：城市污泥；重金属；处理技术 在城镇污水处理过程中，活性污泥作为吸收污染物的载体而被大量使用。截至20 16年3月底，我国城镇共计建成污水处理厂3910座，污水处理能力约1.67亿t/d[1]。在污水处理过程中会产成大量的污泥堆积，这些污泥如果得不到及时有效的处理，将会给环境带来严峻的污染问题[2]。目前对城市污泥的有效处理方法主要有填埋、焚烧、投海和农用，而填埋、焚烧和投海都会不同程度的再次带来环境污染问题[3]。由于城市污泥含有大量可以作为肥料的生物化合物和有机质，可以提高土壤的肥力[4]，污泥堆肥是目前研究的热门方向之一，也是城市污泥最有前景的处理方式之一，但其中的重金属污染难以去除[5-6]，是污泥堆肥最主要的障碍。 1 城市污泥中重金属含量和种类 由于我国地幅广阔，且城市污泥的来源和种类均有所不同，所以?е鲁鞘形勰嘀兄亟鹗艉?量和种类差异较为明显。郭广慧等[7]统计了近8年的国内外文献报道的中国城市污泥重金属含量，结果表明，主要的超标金属有As、Hg、Cu、Cr、Zn、Cd、Ni和Pb，且不同金属在不同区域超标量有一定差异。邓炳波等[8]对合肥市5家污水处理厂中重金属进行了分析，结果表明，各污水处理厂污泥重金属浓度各异，其中部分污水处理厂污泥中A s、Cd超出农用泥质A级标准，但测得各污水处理厂污泥中各重金属浓度均低于GB/T 23 486-2009限值。林荣科等[9]对广西城镇污水处理厂污泥中重金属进行了分析，结果表明As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的含量均满足CJ/T309-2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质标准》的B级标准，可施用于相应农作物。刘亚纳等[10]研究了洛阳市3个污水处理厂污泥中Cu、Zn、Ni、Cr和Pb的含量，结果表明仅有1个污水处理厂污泥中Cu、Zn和Ni含量超过了农用泥质A级标准的限值（CJ/T309-2009）。张亚婧[11]选取了2 9个污泥样品对Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn进行了分析，结果表明不同的污泥样品具有较大的变化范围。王涛[12]汇总并分析了国内90个污水处理厂的污泥泥质数据，结果表明城镇污水处理厂的污泥泥质总体上是适合土地利用的，重金属风险由大到小排序为：Hg、Ni、Cd、Zn、Cu、Cr、Pb、As、B。古丽戈娜等[13]对喀什污水处理厂污泥重金属进行了分析，结果表明，污泥中Cd的含量较高，超出中国酸性土壤的农用标准，而P b含量未超出农用标准范围。王哲等[14]对包头市污水处理厂污泥重金属进行了分析，结果表明Zn、Cu、Cr、Pb、Mn 5种重金属均为低潜在生态风险，所以污泥经过适当处理可以比较安全地用于园林绿化当中。白莉萍等[15]对北京地区不同污水处理厂堆肥污泥的
污泥中重金属处理技术总结 篇一：污泥重金属处理 污泥重金属处理 随着当今世界人口快速增长和经济的迅速发展，环境污染问题日益严重。各城市污水处理厂的大量兴建，有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。但污水处理过程中产生的大量污泥很容易对环境造成二次污染，由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其资源化农用已经成为当今研究的热点，但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素。许多学者针对如何减少和降低城市污泥中重金属毒害作用展开了广泛的研究，但系统性、经济性和实用性还达不到要求。因此对城市污泥进行重金属去除方法和资源化农用的系统研究，就显得有十分重要的意义。 本文以桂林市污水处理厂的污水污泥作为试验对象，以有效去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素为目的，以污泥的资源化农用作为研究的最终手段，从生物、化学和电化学处理三个方面对污泥中重金属的去除进行了分析研究。 本文对桂林市城市污泥的成分和化学性质作了详细分析，得出桂林城市污泥完全符合污泥资源化农用的营养物质要求。同时对桂林城市污泥中各重金属元素的化学形态分布情况进行了详细测定，对重金属的生物毒性作了评述，为进一步采用不同方法去除污泥中重金属提供了
基础。通过对污泥中重金属的化学形态分析得出，桂林市污泥中大多数元素以稳定性较好的硫化物及有机结合态、残渣态形式存在，通过适当的处理后可以安全地加以资源化利用。 试验得出：微生物方法更能有效地去除污泥中的重金属离子。重金属元素的去除除与pH值有关外，微生物的代谢、吸附等特性也可以大大促进污泥中的重金属形态的转变和促使重金属元素的溶出。同时对硫和硫酸亚铁盐作基质时最佳的投配比进行了讨论，得出硫作基质时投配比分别为3g/l最佳。在污泥接种时，去除污泥中重金属离子可以达到较好的效果，且有利于淋滤周期的缩短。试验首次证实，硫酸亚铁盐作基质时在曝气条件下可以不需预酸化，也可以达到较好的处理效果。论文系统地比较了不同的酸剂处理污泥中重金属的效果，得出不同酸剂对不同的重金属元素的去除效果存在一定差异。重金属元素不同，其最佳的处理环境也不同；pH值越低，重金属元素的去除效果越好，氧化剂可对污泥中部分重金属的去除有较好的促进作用。通过试验，对桂林市的部分超标污泥采用2%H2o2和10%Hcl处理后效果更好，完全能满足我国农用污泥中重金属含量标准的要求。 本文对电化学法去除污泥中重金属进行了探索，采用高电压和高电流更能有效去除金属离子。首次针对污泥处理设计了污泥区与重金属回收区分离的处理装wP=6置，在极液与污泥交界面设置隔膜，避免重金属元素重新发生沉积的可能，在通电4h左右，对污泥中重金属有较好的去除效果。 文中也对不同方法的经济性进行了比较，采用微生物处理污泥中的重
重金属Pb2+,Zn2+,Mn2+对活性污泥法处理生活污水效果的影响研 究 摘要：研究污泥反应系统中，曝气时间、Pb2+、Zn2+、Mn2+浓度对污泥性状、出水COD、TP、TN去除率的影响。实验结果表明，曝气能改善污泥生长状态，使其适应中、高浓度（1，2 mg/L）重金属离子环境。在Mn2+浓度为1.0 mg/L条件下，微生物会产生某种条件适应性，促进对水质的净化。总体存在COD、TP、TN去除率随重金属浓度升高下降的趋势。 关键词：重金属；活性污泥；曝气 污水处理行业中，活性污泥法因其成本低、见效快、出水稳定等特点，普遍受到大中型城市污水处理厂的青睐。然而，由于细菌吸收、颗粒吸附、无机盐共沉淀等多种作用，污泥表面会吸附约50%~80%的重金属杂质，从而取代生物体核酸、蛋白质、酶某些特定基团，使分子变性或细胞活性降低，影响机体呼吸、发育、代谢等生理活动。然而，这种效应如何影响活性污泥的处理效果目前还未见相关报道。文章通过开展活性污泥系统实验，研究重金属浓度及曝气时间对活性污泥性状和出水水质的相互关系，为污水处理厂处理中低浓度重金属污水提供一定技术指导。 1材料与方法 1.1实验材料 活性污泥取自中南民族大学工商学院污水处理站生化池，污水来自校园生活废水。主要试剂：重铬酸钾、过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、氯化锌、硝酸铅、硫酸锰等。主要设备及仪器：曝气泵、COD测定仪、721型分光光度计等。 1.2实验方法 取氯化锌、硝酸铅、硫酸锰配制成重金属母液，使Zn2+、Pb2+、Mn2+浓度为1g/L。室温条件下，向曝气反应器中加入 5 L污泥混合溶液，加入重金属母液，使其浓度分别为0，0.5，1，2 mg/L。连续曝气条件下，于2 h，4 h，6 h各取水样一次，采用国家标准方法测定污泥浓度（MLSS）、COD、TP、TN四个指标。 2结果与讨论 2.1重金属对污泥活性性状的影响 活性污泥性状中，污泥浓度MLSS与污泥沉降比（SVI）是反映污泥数量、
第23卷 第6期2010年6月 环 境 科 学 研 究 Research of Envir on mental Sciences Vol.23,No.6 June,2010 城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征 姚金玲,王海燕,于云江3,王 琪,王兴润 中国环境科学研究院,北京 100012 摘要:研究了我国16家城市污水处理厂污泥中重金属(Cu,Cr,Pb,A s和Cd)污染状况及特征,并探讨了可行的污泥处置方法.结果显示:w(Cu),w(Cr),w(Pb),w(A s)和w(Cd)(干基)分别为14148～239193,7186～200100,6110～121100,3115～11170和0131～6116mgΠkg;不同种类的重金属在污泥中的质量分数也不同,w(Cu)和w(Cr)高于w(Pb),w(A s)和w(Cd);污泥中重金属质量分数还随污水处理厂的不同而变化,这与污水来源和污水处理工艺有关.分析表明,除7号污水处理厂污泥中w(Cd)超出我国农用泥质(CJΠT309—2009)A级污泥、园林绿化用泥质(G BΠT23486—2009)和土地改良用泥质(CJΠT291—2008)中酸性土壤(pH<615)施用标准外,其他污水处理厂的污泥重金属质量分数均低于我国农用泥质(CJΠT309—2009)A级污泥标准以及美国、德国和欧盟农用污泥标准的重金属控制限值.达标的污泥可将混合填埋、农用、园林绿化、土地改良、制砖和水泥熟料生产作为污泥处置备选方案. 关键词:重金属;污泥;污水处理厂 中图分类号:X703 文献标志码:A 文章编号:1001-6929(2010)06-0696-07 Po ll u ti o n S ta tu s and C ha rac te ris ti c s o f Heavy M e ta ls i n S ew age S l udge fr om M un i c i p a lW a s tew a te r Trea t m en t P l an ts Y AO J in2ling,WANG Hai2yan,Y U Yun2jiang,WANG Q i,WANG Xing2run Chinese Research Acade my of Envir on mental Sciences,Beijing 100012,China Abstract:The polluti on status and characteristics of heavy metals including Cu,Cr,Pb,A s and Cd in se wage sludge sa mp les fr om16 munici pal waste water treat m ent p lants in China were investigated,and the feasible dis posal methods of se wage sludge were discussed. The results showed that the contents of Cu,Cr,Pb,A s and Cd ranged fr om141482239193,71862200100,61102121100,3115211170 and013126116mgΠkg(dry basis),res pectively.It was found that the contents of the heavy metals varied with their s pecies.The contents of Cu and Cr were al w ays higher than those of Pb,A s and Cd.For different waste water treat m ent p lants,the contents of the sa me heavy metals turned out t o be different,which may be the result of different waste water res ources and treat m ent p r ocesses in the p lants.The contents of the heavy metals in all the sludge sa mp les excep t one were bel ow the per m itted li m its of sludge quality standards of China(CJΠT30922009),and the sludge quality standards f or agricultural use of America,Ger many and the Eur opean Uni on.The one excep ti on was the sludge sa mp le of the No.7waste water treat m ent p lant,for which Cr content exceeded the per m itted li m its of the A2class sludge quality standard of China f or agricultural use(CJΠT30922009),the acidic s oil(pH<615)of the sludge quality standards f or afforestati on in gardens or f orests(G BΠT2348622009).and f or land i m p r ove ment(CJΠT29122008).It was deduced that all the se wage sludge up t o the standards m ight be utilized not only f or co2landfilling,but als o for agriculture,aff orestati on in gardens or f orests,land i m p r ove ment,brick making and ce ment clinker p r oducti on. Key words:heavy metals;se wage sludge;munici pal waste water treat m ent p lant 收稿日期:2009-09-14 修订日期:2010-01-25 基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务专项(GYK10901);国家“十一五”科技支撑计划重点项目 (2007BAC16B07);国家环保公益性行业科研专项 (200809046) 作者简介:姚金玲(1985-),女,黑龙江五大连池人, yaojl139@https://www.doczj.com/doc/0e13840382.html,. 3责任作者,于云江(1964-),男,内蒙古乌拉特前旗人,研究员,博士,主要从事环境风险评价,yuyj@https://www.doczj.com/doc/0e13840382.html, 城市污水处理厂污泥是污水处理的产物,富集了污水中大部分污染物质.由于我国工业污水和生活污水混合排放,因此城市污水处理厂进水和污泥中不可避免地含有重金属.我国污泥产生量大、处理处置率低.污泥长期暴露在环境中,重金属元素会逐渐释放进入环境介质,进而影响环境安全与人体健康.污泥的重金属含量是选择污泥处置方式尤其是土地利用和建材利用的重要影响因素.因此,污泥的重金属含量是国家管理部门、研究机构和普
重金属测定方法 具体的分级提取方法如下： 溶解态：首先取20mL含水污泥或脱滤液，在3000r/min离心20min，取上清液，加入5mL 5% 硝酸定容至25 mL，采用原子吸收法测定各种金属离子浓度，同时用蒸馏水做空白对照。可交换态（碳酸盐结合态）：精确称取0.5000g试样放入离心管，加入20 mL 0.1mol/L HAc，室温下振荡16 h，4000 r·min-1 ）离心20 min，取上清液经0.45μm过滤，滤液中加入5mL 5% 硝 酸定容至25 mL。然后，采用原子吸收法测定各种金属离子浓度，残留物用10mL去离子水冲洗，离心20min，洗涤液丢弃。 可还原态（铁锰氧化物结合态）：向第2步浸提残余物中加入20 mL 0.04mol/L NH4OH·HCl的25% HAc溶液，（96±3）℃条件下水浴浸提5h，离心20min（3000 r/min），取 上清液，余下步骤同前。 可氧化态（有机态结合态）：向第3步浸提残余物中加入3mL 0.02 mol·L-1 HNO3 和5 mL 30%的H2O2，用HNO3将pH值调至2，85 ℃水浴条件下保温2 h，再加入3mL H2O2，用HNO3 调 pH值至2，（85±2）℃条件下水浴3 h，间歇振荡，取出放冷，加5 mL 2 mol·L-1 NH4Ac，稀释 至20 mL，20 ℃条件下振荡30 min，离心20 min（3000 r·min-1 ），取上清液，余下步骤同前。 残渣态：取第4 步的残渣于200 mL烧杯中，加3 mL蒸馏水润湿，加6 mL盐酸和3 mL 硝酸，加盖表面皿，置于电热板上消解。加热温度由低到高，消解到烧杯中溶液近干，补加3 mL盐酸和1.5 mL硝酸继续加热，酸快赶尽时加l mL 高氯酸继续加热，至小体积时加2 mL l+2 的盐酸溶液(体积比盐酸：水=1:2)。继续加热至小体积，趁热加去离子水至残渣完全溶解，冷却。残渣溶液抽滤过0.45 μm滤膜，用l％的硝酸溶液冲洗烧杯及漏斗，滤液存于50 mL比色管中4℃下保存待测。
城市污泥堆肥过程中重金属形态的特征变化 逯延军1 ,张照印2 (1.西安工业大学建筑工程学院,陕西西安710032;2.中国兵器工业第212研究所,陕西西安710065) 摘要 采用分步提取法提取污泥样品中的重金属,并采用等离子发射光谱仪测定各态重金属的含量。结果表明,堆肥后多数重金属的形态发生了明显变化,其主要存在形态为比较稳定的残渣态。关键词 城市污泥;堆肥;重金属形态 中图分类号 X 703 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)20-10841-02 Study on Characteristic Changes of H eavy M etal For m s in S l udge Se wage i n Co mposting Process LU Yan jun et al (Construction Eng i neer i ng College of X i an T echno l og i calU ni versity ,X i an ,Shaanx i 710032)Abstract The heavy metals i n sewage sl udge w ere extracted by step extraction method ,and t he content of each for m of heavy meta lwas de ter m i ned by pl as ma e m issi on s pectro m eter .The results showed t hat the heavy m etal f or m s changed obv i ousl y i n composti ng ,and t he irma i n ex i sti ng f o r m was fa i rly stable resi dua l for m .K ey words Se w age sl udge ;Co mposting ;H eavy me t a l f or m s 作者简介 逯延军(1980-),女,河南南召人,博士,讲师,从事固废资 源化研究。 收稿日期 2010 03 08 近年来,随着我国城市污水净化程度的不断提高和城市污水厂数量的不断增加,城市污泥的量也越来越多。目前,污泥的主要处理方式有3种:填埋、焚烧和堆肥。填埋对污泥有机物的含量要求较严格,而焚烧则会产生有害气体,容易造成二次污染。堆肥可使污泥卫生化、稳定化、减量化、资源化。城市污泥中含有大量的有机物和氮、磷等植物所需的营养元素,堆肥后的污泥可作为肥料施于土壤中。污水处理过程中重金属极易富集在污泥中,这也是污泥资源化利用必须考虑的主要问题之一[1-4] 。 堆肥化前后污泥中重金属的形态发生较大变化,而重金属的形态与生物的有效性具有密切关系 [5] 。在重金属存在 形态的研究中,Tessier 分步提取法得到了广泛应用[6] 。该方法将重金属在自然界的存在形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态。前3种形态稳定性较差,易被植物吸收利用;而后2种形态稳定性较强, 不易释放到环境中[7] 。因此,堆肥后污泥中重金属的存在形态也是影响污泥资源化利用的关键问题之一。 笔者对城市污泥好氧堆肥前后各主要重金属的总量及其形态变化进行了研究,以期为污泥作为肥料的资源化利用提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 仪器与试剂 高速粉碎机;回转摇床;离心机;水浴锅;电子天平;微波消解系统;等离子发射光谱仪。 超纯水,硝酸、盐酸、氢氟酸和过氧化氢均为分析纯,1m ol/LM gC l 2,1m ol/L Na Ac ,0.04m ol/L N H 2O H HC l 的25%HAc 溶液,0.02m ol/L HNO 3,3.2m ol/L NH 4A c ,20%HNO 3,30%H 2O 2。 1.2 样品预处理 取好氧堆肥后的污泥堆肥样品自然风干,然后将其放在高速粉碎机中粉碎,装袋,干燥保存,待测。1.3 重金属提取方法 采用微波消解法处理样品。采用T essier 分步提取法分析重金属形态,主要提取过程参考文献[8]。!可交换态:精确称取1.0000g 试样放入离心管,加入10m l 1m ol/L 的M g C l 2溶液,振荡2h ;?碳酸盐结合态:向第1步提取的残余物中加入10m l 1m ol/L Na Ac ,振荡12h ;#铁锰氧化物结合态:向第2步浸提残余物中加入20m l 0 04m ol/L NH 2O H H C l 的25%HA c 溶液,(96?3)%条件下水浴浸提4h ;&有机态:向第3步浸提残余物中加入3m l 0 02m ol/L HNO 3和0.5m l 30%的H 2O 2,将p H 值调至2,85%水浴条件下保温2h ,再加入3m lH 2O 2,用HNO 3调p H 值至2,(85?2)%条件下水浴3h ,间歇振荡,取出放冷,加5m l 3.2m ol/L N H 4Ac ,稀释至20m ,l 20%条件下振荡30m i n ;?残渣态:重金属总量减去上述各态重金属含量。1.4 重金属含量测定 采用等离子发射光谱仪测定各态重金属含量。 2 结果与分析2.1 堆肥对重金属含量的影响 堆肥前后污泥中重金属的含量变化如图1所示。由图1可知,堆肥前的原污泥中Zn 含量最高,其次为C r 和Cu ,A s 含量最低。经过高温好氧堆肥后,各重金属的含量均有一定增加,但增加幅度不同,其中Zn 和Cr 含量增加幅度最大。重金属含量增加的主要原因是堆肥过程中有机物被降解,污泥的总重量降低,而重金属属于较稳定的物质,因此随着物料总重的减少重金属含量明显增加。 图1 堆肥前后污泥中重金属含量的变化 F i g .1 The changes of heavy m etal co ntent i n sl udge before and after co mposti ng 2.2 堆肥对重金属形态的影响 由图2可知,A s 的主要形态为残渣态和碳酸盐结合态,其余为少量的可交换态;Zn 的主要形态为残渣态和铁锰氧化物结合态,其余为可交换态、 安徽农业科学,Jou r n al ofAnhu iAgr.i Sc.i 2010,38(20):10841-10842责任编辑 常俊香 责任校对 况玲玲