污泥屏障氧化緩沖容量與重金屬再溶出關(guān)系研究.pdf

1、尾礦堆暴露在自然條件下，其中的硫化礦物不斷氧化，產(chǎn)生酸性極強(qiáng)且含有大量重金屬的酸性礦山廢水(AMD)，對(duì)尾礦堆場(chǎng)周圍的土壤和地下水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。從廢棄物包封處置的原理出發(fā)，提出了尾礦堆場(chǎng)污泥還原屏障新構(gòu)想。污泥還原屏障不僅利用污泥的低滲透性阻隔重金屬污染，還利用污泥中厭氧微生物導(dǎo)致的還原反應(yīng)固定重金屬污染物，豐富和完善了現(xiàn)有的包封屏障理論與技術(shù)。
　　 在風(fēng)化淋濾條件下形成的AMD溶液，由于自由氧的溶入，表現(xiàn)出比污泥更高的氧

2、化性質(zhì)。滲入污泥屏障的AMD溶液與污泥發(fā)生氧化還原反應(yīng)，必然會(huì)引起污泥屏障向氧化的狀態(tài)發(fā)展。在硫酸鹽還原作用下已經(jīng)固定在污泥中的重金屬，可能會(huì)由于污泥的氧化而二次釋放。本研究的目標(biāo)是通過實(shí)測(cè)污泥的氧化緩沖容量，分析污泥氧化緩沖容量的來源，研究氧化緩沖容量消耗過程與重金屬溶出之間的關(guān)系，模擬計(jì)算不同厚度的污泥屏障可以固定重金屬的時(shí)間，為污泥屏障的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　 本研究首先將污水處理廠污泥與蒸餾水混合，加入營養(yǎng)物質(zhì)，強(qiáng)

3、化重金屬Zn、Cu、Pb的濃度，調(diào)節(jié)pH值，制備成不同性質(zhì)的污泥懸液，置于陰暗處水浴恒溫厭氧培養(yǎng)。經(jīng)過一定時(shí)間培養(yǎng)后，取一定量的污泥懸液進(jìn)行氧化滴定實(shí)驗(yàn)。在滴定過程中，當(dāng)懸液Eh值到達(dá)一定值時(shí)，抽取部分懸液進(jìn)行化學(xué)分析，測(cè)定懸液中的重金屬含量和主要陰陽離子濃度。通過理論分析法研究污泥氧化緩沖容量的來源以及污泥氧化過程中重金屬的釋放問題。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，污泥懸液的氧化緩沖容量隨著懸液固液比的增大略有減小，隨著懸液厭氧培養(yǎng)時(shí)間

4、的延長而增加。當(dāng)污泥進(jìn)入強(qiáng)烈還原狀態(tài)后，氧化緩沖容量主要來自Eh≤-150mV的強(qiáng)烈還原區(qū)間，可達(dá)氧化緩沖容量的50％以上。氧化滴定過程中，當(dāng)污泥懸液的pH=6.0±0.5，Eh≥-150mV時(shí)，Zn首先明顯溶出，Eh≥150mV時(shí)，Cu和Pb明顯溶出；當(dāng)污泥懸液的pH=5.0±0.5時(shí)，目標(biāo)重金屬的溶出量明顯要大于pH=6.0±0.5的污泥懸液；當(dāng)污泥懸液的pH=7.5±0.5時(shí)，目標(biāo)重金屬基本不溶出。基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立了污泥屏障