矿化作用对污泥有机物去除的影响研究

有机物矿化
是指有机污染物转化为矿物质，比如水、二氧化碳和无机盐等。

矿化处理有机废水技术是一项高新技术，该技术利用添加剂和促进剂等，产生一定的能量破坏污染物分子的化学键，使污染物分子断裂，由大变小，最终把污染物分子中的碳转化为二氧化碳，氮和磷等污染物转化为无机盐，使废水中的有机物质完全降解，从而消除污染物，降低工业废水中的COD和氨氮值，最终提高水质达到排放要求。

工业废水的成分复杂，通常含有大量的有害化学物质，有害污染物的浓度高，盐度高，酸碱度高；这“三高”水排放到河流与湖泊中，增高了原有水系的有机物、盐和酸碱度，也就打破了原有的平衡。

危害水系中生物的生存.对于这些“多余”的物质，有的本身就是水系中生物的毒物，有的因为浓度高成为水系中生物的毒物。

所以，这“三高”水能够致死自然界中的微生物，难以被自然界降解，严重危害环境，而且可能长期危害环境。

有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物。

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矿化处理技术作为一项高新的处理高浓度有机废水的技术，主要有以下几个特点：
1.矿化处理有机废水技术可以把废水中的有机物分解，不产生淤泥和二次污
染物。

2.几乎可以降解废水中的各种有机物，尤其是高浓度的有机废水；还可以处
理含有较高浓度盐的有机废水。

3.气温的变化对该技术的处理效果影响较小，炎热的夏天和寒冷的冬季都可以降解废水中的有机物。

4.该方法工艺性能稳定，设备简单，操作方便。

工艺流程短, 处理单元少；投资少，具有实用性。

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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第1期·330·化 工 进展城市污泥中重金属存在形态、去除及稳定化研究进展解道雷1，孔慈明2，徐龙乾1，徐晓军1，李天国3，段正洋1，刘树丽1，刘伟1（1昆明理工大学环境科学与工程学院，云南 昆明 650500；2曲靖市环境工程评估中心，云南 曲靖 655000；3云南农业大学资源与环境学院，云南 昆明 650201）摘要：城市污水处理厂污泥产生量大，含有丰富的有机质、氮、磷、钾等农作物所需营养物质，但由于受重金属的污染使污泥无法直接农用。

本文简述了城市污泥重金属的来源、特点及危害。

重点论述了城市污泥中重金属去除和稳定方法，包括化学法（电化学法、化学试剂法）、生物法（微生物法、植物法、低等动物法）、物理法（超临界流体萃取、微波和超声）及联合技术。

分析了各种方法处理污泥重金属过程中重金属的形态变化及其对处理效果的影响，对比各种方法的优缺点、影响因素及适用范围。

指出污泥中重金属形态分布是影响去除效果的关键因素，污泥中重金属形态分布差异性大，且大部分重金属以稳定或相对稳定的状态存在，导致物理法和生物法去除效率较低，微生物和低等动物处理法相比植物法（备受时空限制）则表现出更好的适应性；电化学法对可氧化、可还原态分布的重金属都能起到较好的转化去除作用，但往往受由污泥向污泥液相中转移过程的控制，电损耗较突出；化学试剂浸提剂是目前效率较高的方法，但强酸环境常导致污泥营养物质流失和酸根离子累积，农用时容易板结而不利于污泥土地利用。

因此，以土地利用为前提的条件下，将各种处理技术联合运用以提高污泥重金属去除率有待于进一步研究。

关键词：城市污泥；废物处理；重金属污染；去除；稳定；赋存形态；电化学中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0330–13 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0775Developments of the speciation ，removal and stabilization of heavy metalsin municipal sludgeXIE Daolei 1，KONG Ciming 2，XU Longqian 1，XU Xiaojun 1，LI Tianguo 3，DUAN Zhengyang 1，LIU Shuli 1，LIU Wei 1（1Faculty of Environmental Science and Engineering ，Kunming University of Science and Technology ，Kunming 650500，Yunnan ，China ；2Qujing Environmental Engineering Evaluation Center ，Qujing 655000，Yunnan ，China ；3College of Resources and Environment ，Yunnan Agricultural University ，Kunming 650201，Yunnan ，China ）Abstract ：Municipal sludge is rich in organic matter and nutrients for plant growth such as N ，P and K. But it can not be directly used in agriculture as a result of the contamination of heavy metals. In this paper ，the origins ，characteristics and hazards of heavy metals in municipal sludge are described briefly. The removal and stabilization methods of sludge including chemical ，biological ，physical and the combination methods ，are discussed emphatically. The effects of the methods on the speciation and removal efficiency of heavy metals in sludge treatment process are analyzed. In addition ，the merits and weaknesses ，influence factors and application scope of these methods are compared. The results show that the speciation of heavy metals is the most critical factor that influences the removal of heavy泥重金属处理及资源化。

污水处理厂污泥资源化利用技术研究摘要：城市建设规模随着城市的快速发展而不断扩大，我国城市化水平不断提高，导致污水排放量增加。

为保证城市正常运转，当前很多城市污水处理厂的建设数量和规模在不断增大。

大部分污水处理厂采取填埋的方式处理污泥，这种方法容易污染环境，只有通过科学化处理才能将这些成分复杂且数量庞大的污泥消灭，避免其污染生态环境，实现污泥无害化、资源化处理。

基于此，本文详细分析了污水处理厂污泥资源化利用技术要点。

关键词：污水处理厂；污泥资源化；利用技术引言随着城市人口的增加，城市化和工业化快速推进，污水处理厂待处理的污水和污泥量急剧增加，如何以经济和环境可接受的生态方式处理污泥是城市发展面临的重要问题。

目前农业利用、垃圾填埋和焚烧是我国污泥处理的主要方式。

然而，未来的污泥处置应注重资源化利用，减少环境影响，节约经济成本。

1传统污泥处置方法1.1填埋处理我国城镇污水处理厂传统污泥处置最为常用的一种方法是填埋处理，此类技术经过多年发展逐渐成熟。

污泥填埋常用的两种方式分别为单独填埋方式及与其他垃圾混合填埋方式。

该技术的主要优点是可以节省污泥处理资金，污泥处理效果较好；缺点是容易污染环境，并且随着我国污泥产量逐渐增多，填埋位置的选择难度增加，因此很多地区开始避免使用填埋处理方式。

我国坚持走可持续发展道路，逐渐意识到污泥填埋产生的负面影响，并逐渐开发其他技术以淘汰这一处理方法。

1.2污泥焚烧由于污泥与其他的焚烧物相比有较为特殊的特征，处置其时可以通过焚烧的形式来完成。

具体的焚烧方法可以包含2种类型：第1种是将其进行脱水处理之后进行直接焚烧，第2种方式与第1种相比在焚烧之前多了干化的步骤。

焚烧方法与其他的处置方法相比，可以更好地体现其在处理过程中的无害化及无菌化的处理优势。

但近些年来逐渐发现，在对污泥进行焚烧时，由于设备以及成本等各方面的限制，导致焚烧过程中容易产生大量的有毒、有害气体，对环境造成了严重的影响，并且产生的其他重金属物质对于环境的可持续发展，也带来了较大的安全隐患[1]。

黏土矿物对有机物吸附的有关性质研究黏土矿物是一种普遍存在于自然界中的矿物，其中包含的微观孔隙结构和表面化学性质使其在环境科学研究中备受关注。

有机物质是指一类含有碳元素的化合物，包括了自然界和人工合成的大量化合物。

黏土矿物和有机物之间的相互作用，既可以影响有机物质的性质，也可以影响矿物质的性质。

因此，对于黏土矿物对有机物吸附的有关性质的研究具有重要的理论和应用价值。

一、黏土矿物的孔隙结构和表面化学性质黏土矿物是由层状硅酸盐矿物组成的一类矿物，包括了蒙脱石、伊利石、高岭石等多种类型。

它们的晶格结构中含有SiO4和AlO4四面体，这些结构单元在层状组合成矿物粒子，粒子之间的层间距和结构所形成的微孔即为黏土矿物的主要孔隙结构。

此外，黏土矿物的表面呈现出特殊的亲水性和电荷性质，使其与其他物质发生相互作用。

二、有机物质的化学性质有机物是指化学中含有碳元素的化合物，具有复杂的结构和化学性质。

在自然界中，有机物质主要来源于生物活动，包括植物、动物和微生物等。

人工合成的有机物质也可以分为许多类别，如石油化学产品、化学试剂和药物等。

有机物质在环境中具有重要的作用，如作为能量和营养来源、控制大气和水体污染、促进农田生产等。

三、黏土矿物和有机物质的相互作用黏土矿物与有机物质之间的相互作用可以发生在矿物表面、层间空隙和粒径内部的孔隙。

其中，表面作用主要表现为静电作用、氢键作用和范德华力等。

层间空隙的化学性质和电性会随层间离子的类型和电量质量比等因素的变化而变化，因此层间空隙也是黏土矿物和有机物质相互作用的重要场所。

此外，矿物的晶体结构还对吸附而来的有机物质起到了一定的约束作用。

四、黏土矿物对有机物吸附的影响因素在黏土矿物对有机物质吸附的过程中，影响因素主要包括了矿物的化学性质、结构特性和有机物质本身的化学性质。

其中，矿物的化学性质和结构特性包括了层间离子类型、离子交换容量、比表面积、微孔结构等方面，而有机物质的化学性质则包括了分子量、功能基团、水溶性、极性等因素。

土壤的矿化作用土壤的矿化作用是指土壤中无机物质向有机物质转化的过程。

在土壤中，有机质是一种重要的组成部分，它对土壤的肥力和生态系统的稳定性起着至关重要的作用。

土壤的矿化作用是有机质分解的一个关键过程，通过此过程，有机物质中的碳、氮、磷等元素被转化为无机形态，使其更容易被植物吸收利用。

土壤中的矿化作用是由土壤中的微生物、动物和化学反应共同完成的。

首先，微生物在土壤中起到了关键的作用。

它们通过分解有机物质释放出能量，这个过程被称为微生物呼吸。

微生物分解有机物质产生的废物包括二氧化碳、水和矿物盐。

这些废物中的矿物盐是无机形态的养分，包括氮、磷、钾等元素，它们可以直接被植物吸收利用。

动物在土壤中起到了搅拌和分解有机物质的作用。

例如，土壤中的蚯蚓通过吞食土壤和有机物质，将其消化成更细小的颗粒，并将其排泄成称为蚯蚓粪便的物质。

这些蚯蚓粪便中的有机物质已经部分分解，更容易被微生物进一步分解和矿化。

化学反应也是土壤矿化作用的重要组成部分。

土壤中的酶和其他化学物质可以催化有机物质的分解和矿化。

例如，土壤中的脲酶可以催化尿素的分解，将其转化为无机形态的氮，供植物吸收。

此外，土壤中的氧化还原反应也可以促进有机物质的分解和矿化。

土壤的矿化作用对农业生产和生态系统的稳定性具有重要影响。

首先，它可以提供植物生长所需的养分。

有机物质经过矿化后，其中的养分可以以无机形态存在，更容易被植物吸收。

这对于土壤肥力的维持和农作物的生长是至关重要的。

土壤的矿化作用可以改善土壤结构。

有机物质的分解和矿化过程可以释放出胶体和黏土颗粒，增加土壤的团聚体含量，改善土壤的通透性和保水性。

这对于提高土壤的肥力和抵抗干旱有很大的帮助。

土壤的矿化作用还可以影响土壤中的有机质含量。

有机质的分解和矿化会使土壤中的有机质含量逐渐降低。

因此，为了维持土壤的肥力和生态系统的稳定性，我们需要进行合理的有机物质补充和管理。

总结起来，土壤的矿化作用是土壤中有机物质向无机物质转化的过程。

粘土矿物的结构及其对环境污染物的吸附行为粘土矿物是一种重要的地质资源，广泛存在于自然环境之中。

它们结构稳定，比表面积大，拥有优秀的吸附性能，因此在环境治理和废水处理等领域有广泛的应用。

一、粘土矿物的结构粘土矿物的结构单位是孪生层，孪生层由硅氧四面体和氢氧八面体构成。

硅氧四面体为一氧化硅与三氧化硅组成的六角形结构，氢氧八面体为氢氧化铝二面体结构。

这两种元素交替排列，形成一个双层板状结构，内层氢氧八面体的底面朝着粘土矿物表面，两层之间由阴离子静电作用结合。

粘土矿物的种类有很多，常见的有蒙脱石和伊利石。

蒙脱石表面带有负电荷，因此能够吸附阳离子和中性分子，如氨气、甲烷、氢气等。

伊利石也有负电荷，但吸附的是主要是某些有机物和阴离子物质。

粘土矿物的层数和吸附性质都与晶体结构密切相关。

二、粘土矿物的吸附特性粘土矿物的吸附特性是由其表面化学性质和孔道结构决定的，因此不同的粘土矿物对不同的污染物有不同的吸附表现。

例如，对于有机物质，表面上的静电作用和氢键作用是吸附的主要原因。

粘土矿物表面上的负电荷会吸引阳离子或带正电的有机物，因此吸附基本上是键合作用。

粘土矿物对重金属污染物的吸附作用因金属离子的性质而异。

通常来说，单一金属离子被粘土矿物吸附的速率十分快，半衰期数秒至几分钟之间，而对于两种或以上的金属离子来说，吸附的速率远慢于单一金属离子。

三、粘土矿物在环境治理中的应用粘土矿物广泛应用于环境治理和废水处理等领域。

例如，可将粘土矿物作为一种吸附剂来去除废水中的污染物，如铅、镉、砷、铬等重金属，或有机污染物如苯、甲苯、乙苯、二甲苯等。

此外，由于粘土矿物吸附能力优异，因此常用于土壤修复。

土壤中的污染物对植物生长的影响很大，而粘土矿物的吸附能力可以将污染物从土壤中移除，从而改善土地生态环境。

四、结语总的来说，粘土矿物的结构特殊，吸附特性优秀，因此在环境治理和废水处理等方面有广泛的应用前景。

尽管粘土矿物的种类较多，但其解决污染问题的吸附机制本质上是类似的。

doi:10.19677/j.issn.1004-7964.2024.03.006含铬废水和污泥中铬的处理研究进展白波涛1,2，韩庆鑫1,2*，杨广育1，张涛1，王学川1,2（1.陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安710021；2.陕西科技大学，轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室&陕西省轻化工助剂化学与技术协同创新中心，陕西西安710021）摘要：随着“绿色发展”观念的持续推进，传统制革行业因其生产工艺中产生的污染而逐渐受到冲击。

制革鞣制过程所产生铬鞣废水及其处理后所产生的污泥，若得不到有效处理和利用，不仅会对环境和人的身体健康产生危害，还会造成铬资源的大量浪费，经济、高效的铬处理与利用技术的开发已迫在眉睫。

基于此，分别对制革过程产生的含铬废水及其沉淀过程产生的污泥中铬的处理方法进行了介绍，如循环利用法、电絮凝法、生物沥滤法和超临界水氧化法等，并对含铬废水和污泥中铬的处理回收方法的发展进行了总结和展望，旨在为我国皮革行业的绿色化发展提供一种新的思路。

关键词:制革行业；含铬废水；含铬污泥；循环利用法；酸浸法中图分类号:TS5；TQ09文献标志码:AResearch Progress on Treatment and Recovery of Chromium from Chrome Tanning Wastewater and Sludge(1College of Bioresources Chemical and Materials Engineering,National Demonstration Center for Experimental Light Chemistry Engineering Education,Shaanxi University of Science&Technology,Xi’an710021,China;2Key Laboratory of Light Chemical Auxiliary Chemistry and Technology of the Ministry of Education&Shaanxi Collaborative Innovation Centre for Light Chemical Auxiliary Chemistry and Technology,Xi’an,Shaanxi710021,China) Abstract:As the concept of"green development"continues to be promoted,traditional tanning industry is increasingly affected by the pollution generated during its production process.The chromium tanning wastewater and sludge produced by the tanning process pose significant environmental and health hazards if not effectively treated and utilized.Additionally, improper handling leads to substantial waste of chromium resources.The development of economical and efficient chromium treatment and utilization technologies is urgent.This paper introduces various treatment methods for chromium-containing wastewater and sludge produced during the tanning process.These methods include recycling,electrocoagulation, bioleaching,and supercritical water oxidation.Furthermore,it provides a summary and outlook on the development of recycling methods for treating chromium in wastewater and sludge.The aim is to foster a new way of thinking about the development of China's leather industry towards greener practices.Key words:leather industry;chromium tanning wastewater;chromium containing sludge;recycling method;acid leaching收稿日期：2023-10-30修回日期：2024-01-06接受日期：2024-01-08基金项目：国家自然科学基金（21908140）；轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室&陕西省轻化工助剂化学与技术协同创新中心开放基金（KFKT2021-15）；陕西科技大学大学生创新创业训练项目（202210708020）第一作者简介：白波涛（2002-），男，本科生，研究方向为生物质功能材料。

污泥生物炭的研究进展黄燕宁;王晓;张宏杰;刘音;冯雷雨;严媛媛【摘要】In recent years,in China the amount of sludge in wastewater treatment plants has been increased grad-ually with the improvement of wastewater treatment efficiency.Sludge innocence,reduction and reuse have be-come an important topic in the field of environment protection.In this paper,the compositions and structure characteristics of sludge biochar were analyzed on the basis of summarizing the preparationmethods.Further-more,the application of sludge biochar at home and abroad was also summarized from the aspects of water pol-lution control,air pollution control,electrochemistry and soilremeditaion.Finally,the directions for the re-search and application of sludge biochar was predicted.%伴随着我国污水处理率的逐年提高,污泥产量也不断增多,污泥的无害化、减量化与资源化成为环境保护研究的重点.利用污泥制备生物炭并加以应用是一种有效的污泥"三化"处理措施.在归纳污泥制备生物炭方法的基础上,详细分析了决定污泥生物炭应用前景的组成和结构特性.进一步从水污染控制、大气污染控制、电化学和土壤修复等方面总结了国内外污泥生物炭的应用情况,并指出了今后污泥生物炭研究与应用的发展方向.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2017(048)009【总页数】6页(P24-29)【关键词】污泥;生物炭;污染控制;电化学;土壤修复【作者】黄燕宁;王晓;张宏杰;刘音;冯雷雨;严媛媛【作者单位】同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海 200092;中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海 200092;杭州九米建筑设计有限公司,杭州 310012;中国石油集团渤海钻探公司井下技术服务公司技术研究中心,天津 300280;同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海 200092;江苏盐城环保产业工程研发服务中心,江苏盐城 224051;同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;江苏盐城环保产业工程研发服务中心,江苏盐城 224051【正文语种】中文【中图分类】X7据调查统计，截止2015年，我国全年共处理废水532.3亿吨，这些污水处理厂的污泥产生量超过3 000万吨(含水率80%)[1-2]。

煤与污泥共气化过程中矿物转化及结渣特性分析实验设计路广军;高萍萍;马志斌
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2024(41)3
【摘要】该文设计了一个煤与生活污泥共气化过程中矿物转化及结渣特性分析研究实验。

该实验涉及煤与污泥混合样品结渣特性、灰熔融特性及共气化过程中矿物转化等方面的研究。

以典型无烟煤和生活污泥为原料,利用碱酸比、硅铝比等指数对其结渣特性进行了评价,采用X射线衍射仪与傅里叶红外光谱仪对混合样共气化过程中的矿物相进行了表征。

实验结果表明,生活污泥掺量超过50%会导致混合样结渣严重;污泥掺量增大使混合样灰熔融温度降低,掺量为20%时降低效果最显著。

与氧化气氛相比,弱还原气氛下掺混更少的污泥即可生成较多的钙长石,从而导致熔融温度降低。

通过该实验,能够使学生了解研究含碳固体废物共气化特性的基本方法,培养他们在含碳固废资源化高效利用方面的创新能力。

【总页数】10页(P131-140)
【作者】路广军;高萍萍;马志斌
【作者单位】山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TQ536.4;X70
【相关文献】
1.煤中矿物质在富氧燃烧气氛中的迁移转化特性及其对锅炉结渣的影响
2.准东煤循环流化床气化过程中的矿物质转化行为特性
3.生物质与煤共气化灰熔融和结渣特性
4.基于CCSEM分析的煤中含铁矿物分布对结渣特性的影响研究
5.新疆富铁低阶煤在水蒸气气化过程中的矿物转化特性
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