污泥中重金属处理方法

污泥中重金属处理方法

李万行

温州市精一环保科技有限公司 浙江省温州市 325000

摘要：污泥中的重金属种类和形态差异较大，水溶态、可交换态和有机结合态的重金属不经妥善处置很可能进入自然环境，进而通过水或食物链危害环境安全和人体健康。一般情况下，去除污泥中重金属是将之与污泥分离或改变其存在形态，从而减少乃至消除其对环境的潜在危害。各种去除污泥中重金属方法的处理效果有很大的差异，这主要归因于污泥组成成分、污泥预处理方式、污泥中金属的浓度和形式以及提取条件的不同。本文主要分析污泥中重金属处理方法。

关键词：污泥；重金属；处理方法

引言

我国经济高速发展带动生活水平的提高并推进工业化程度，城市工业废水和生活污水排放量增加，各类污泥产量日渐提高。据统计仅2018年就产生市政污泥(含水率约80%)4000万吨。污泥的组成一般为59%～88%的有机物、50%～55%的C、25%～30%的O、10%～15%N、6%～10%H以及少量P和S，污泥中同样含有严重污染物和潜在致癌物质，如重金属、二口恶英、呋喃、病原微生物等，含水率、黏稠度、pH值等性质往往因污泥种类和来源而异，如市政污泥一般含水率较高，印染废水污泥pH较低，脱硫污泥含Ca量高、多种重金属含量严重超标。

1、污泥中重金属处理处置现状

污泥通常在垃圾填埋场处理、焚烧等近年来，许多国家开始减少垃圾填埋场的数量，并在污泥处理过程中适度焚烧垃圾填埋场。城市污泥中含有许多有机物质和营养物质，这些物质对污泥资源的利用也至关重要，但来自区域废水处理站的污泥中含有大量重金属，影响到污泥资源的利用。随着中国环境污染管理体系的完善，污水处理技术变得更加标准化，使中国城市污水处理厂污泥中重金属含量得到充分控制。我国城市污水厂污泥的平均重金属含量虽然符合国家标准，但并不意味着我国所有城市污水厂污泥的重金属含量符合国家要求。近年来进行的调查表明，一些城市污水处理厂污泥中重金属含量远远高于国家标准。

2、污泥重金属含量的影响因素

城市污水处理厂污泥中重金属的质量分数受到各种因素的影响，例如污水处理厂的水质、重金属的形状、废水处理的规模和废水处理过程。(1)水质。调查显示，国内各城市污水处理站处理废水的水源主要是城市居民的生活用水、工业和生产废水以及部分雨水。其中，重金属污染的主要来源来自工业废水，包括采矿、电子、电镀和熔炼，其中包括Cu、Cr、Pb、as和Cd废水。(2)污泥中含有重金属。对于废渣中的重金属，通常存在几种交换、联络和残留物，不同的化学形式对处理困难有不同的影响。(3)废水处理能力。污泥中重金属含量较高，其中最重要的因素是处理厂的规模、处理效率和废水比例。此外，污泥中重金属的质量可能受到各城市污水处理厂使用的各种工艺和操作方式的影响。活性污泥中重金属的传统处置方法不同，如A2/O。与此同时，pH值和温度对城市污水处理厂运行过程中的去除过程有影响，例如金属吸附、离子交换等。

3、城市污水处理厂污泥中重金属污染治理方法

3.1电动力学修复法

在固液相系统中，机械电气修复方法允许受污染环境在电流作用下形成电场梯度，方法是插入电极，然后通过直流磁场产生电效应，将重金属移至阴极区，并对重金属进行管理。本发明涉及对受污染介质样品进行清洗的方法和装置，从而实现清洗效果[3]。环境中的污染物在电场的影响下移动，其移动机制包括电迁移、电损耗等。其中，电迁移是指带电离子在介质溶液作用下反向运动，电损耗是指微介质孔中的液体由于双层介质和电场作用而受到电场的影响。该工艺作为一种常用的废渣中重金属的新处理方法，允许通过离子选择膜提取和分离危险物质。由此可以推断，污泥中稳定重金属的比例较高，如果只使用电气机械修理方法进行处理，效果并不理想。污泥中重金属存在的形态通常受pH值影响，pH值也决定浸润速度，因此这种方法的关键在于控制理想范围内介质中的ph值。

3.2化学浸渍剂的配制

化学方法主要分为电化学方法，即使用电极通过电输送、自由扩散、电、电解和透析等反应将重金属离子移至阴极，以及使用化学试剂去除甲烷离子的化学方法其中，电化学工艺具有处理效率高、重金属集中回收和缺乏化学试剂的优点，但将重金属转化为液体状态需要较长的时间，并且需要持续不断的电力供应，从而导致成本增加对沥滤液(l-tiandong、三乙基氨基酸、dl-苹果酸和丙烯酸)对污泥肥力的影响的研究表明，化学浸滤后的污泥失去了一些营养，但仍能满足地球的需要。其中，浸渍产品以l-天冬酸最为有效，TP和TN分别损失56.4%和33.3%。污泥与50%的土壤混合，对植物生长没有负面影响。研究柠檬酸(ca)和谷氨酸n，n-之二(GLDA)通过添加化学预处理消除重金属的有效性，结果表明化学预处理可以改善人工湿地中重金属的处置；GLDA效应是最佳的，比样本组湿地植物生物学增加172.89%，表明化学预处理能够有效地去除重金属离子而不影响植物生长。

3.3植物提取法

植物提取是指利用重金属含量高的植物吸收一种或多种污染物进入污泥，特别是重金属，并将其转移到植物根部，然后去除其碗和叶子，以便通过场外处理去除污泥中的重金属。通过勘探，了解到植物去除重金属的效果与重金属的形状直接相关。对于不稳定的重金属，植物吸收效率更高。发现了700多种重金属植物。提取植物不会对场地结构产生直接影响，也不会污染地下水，而且可以通过以较低成本去除污泥中的重金属来美化环境。因此，许多国家都承认并应用了这一技术。然而，大多数富钴铁锰结壳植物只能富集一种或多种重金属，这直接影响到采矿过程中对含重金属污泥的有效处理。

3.4筛选方法

生物过滤方法因其经济效益、效率、绿色性和工程应用而受到国内外学者的广泛关注。生物浸出是通过一系列反应溶解重金属的过程，例如氧化还原、复合、吸附和溶解某些微生物(苏云金芽孢杆菌)或其代谢物。微生物浸出对大多数重金属具有良好的处置效果，Mn、Cu、Zn和Cd的处置率超过90%。GANetal对耐酸红酵母和黄曲霉毒素的金属浸出分别采用了批次剂量和外源微生物免疫系统，MnO、Cu、Zn和Cd的浸出率分别为94%、90.9%、94.74%和84.2%。此外，生物浸出方法的影响因素更为重要:(1)重金属的形状决定了它们难以洗涤，稳定金属难以洗涤，而不稳定的金属则更容易清除；(2)基质的数量和类型决定着主要物种的生物活性和地位；(3)接种量可缩短种植周期，接种量太小，要求的菌株不能成为优势菌株，5%至10 %的清除率在稳定前逐步提高；(4)温度和pH值也可能对不同物种产生影响。此外，污泥的生物浸出大大提高了脱水性能。

3.5生物浸出

生物修复主要是通过特定微生物代谢活动将重金属代谢、吸收和转化为污泥，以实现净化污泥中重金属的处理目标。目前，研究热点是生物海盗配方。以At . thiooxidans和at为代表的两种物种。铁氧化物可在酸性环境中生存，而不溶性铁和硫化合物可分别氧化，从而使它们能够代谢、吸收、转化和修复污泥。在硫化物沥滤过程中，有两种直接和间接的多金属硫化物溶解机制。在直接浸没过程中，细菌与污泥中的多金属硫化物直接接触，后者由细菌直接氧化。

结束语

不同处理方法中，污泥成分、预处理方式、提取条件、金属赋存形态及含量的差异，对重金属的去除效率有很大的影响。故应依据污泥特性、处理目标以及后续处置方法选择合适的重金属去除方法。

参考文献：

1. 李龙宇.重金属在城市污水处理厂的迁移转化和归趋[D].河南理工大学,2021.

2. 卢吉文,陈萍丽,赵秀兰.传统活性污泥法处理城市污水过程中重金属的变化研究[J].环境污染与防治,2020(05):29-32.

3. 罗丽,康得军,王晓昌.城市污水处理中典型重金属离子去除与迁移规律研究[J].安全与环境学报,2020(01):52-55.

4. 李龙宇,毛宇翔,李永,等.重金属在氧化沟式污水处理厂的迁移转化[J].安全与环境学报,2019,14(4):209-215.

[5]陈同斌,黄启飞,高定,等.中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势[J].环境科学学报,2019(05):561-569.