電動(dòng)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(huì)屬污染是國(guó)內(nèi)亟待解決的環(huán)境問(wèn)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(guó)內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際對(duì)電復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究和探討。 電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是國(guó)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(chǎng)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(yáng)極產(chǎn)生氧氣和氫離子，陽(yáng)極產(chǎn)生的氫離子在電場(chǎng)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(guò)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(chǎng)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(guó)內(nèi)外電動(dòng)修復(fù)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，首先探討了電修復(fù)對(duì)紅壤的適應(yīng)性分析，結(jié)果表明：電動(dòng)力修復(fù)技術(shù)適用于鉛污染紅壤，但是必須對(duì)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(dòng)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(guò)影響土壤的電導(dǎo)率，土壤的溫度和改變土壤的含水率來(lái)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(duì)電修復(fù)的影響，對(duì)于紅壤來(lái)說(shuō)，10A/m2是相對(duì)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(shí)驗(yàn)I表明，污泥在電動(dòng)力的作用下，經(jīng)過(guò)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(dòng)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(shí)驗(yàn)II結(jié)果表明，污泥pH值是影響電動(dòng)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(guò)影響污泥的電導(dǎo)率、污泥的溫度和改變污泥的含水率來(lái)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(shí)驗(yàn)Ⅲ分析了硫桿菌對(duì)電動(dòng)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?gòu)姆€(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(dòng)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(duì)Cu的影響比Cd、Zn大得多。用電動(dòng)力處理Cu超標(biāo)污泥中重金屬時(shí)，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(shí)，銅、鉛、鋅3者的處理效率為別為75.8％、37.8％和幾乎無(wú)效果；應(yīng)用中間循環(huán)沖洗技術(shù)處理尾砂時(shí)，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(shí)，效果最佳，銅、鉛、鋅