改性粉煤灰鈍化污泥重金屬及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文首先在分析供試污泥和粉煤灰基本理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，采用正交實驗設(shè)計，制備改性粉煤灰，通過鈍化、土柱模擬淋溶實驗分析影響污泥重金屬鈍化的因素，進而對粉煤灰的改性條件進行了優(yōu)化；研究了改性粉煤灰對污泥中Zn、Cu、Mn形態(tài)的影響以及通過改性粉煤灰與原狀粉煤灰鈍化污泥重金屬性能比較并對鈍化機理進行了初步探討；通過土柱模擬淋溶實驗和屋頂種植佛甲草綠化實驗，探討了不同配比和用量的改性粉煤灰處理污泥對環(huán)境的影響以及在屋頂綠化應(yīng)用的可行性。取得的主

2、要結(jié)論概括如下： (1)供試城市生活污泥中，無論有機質(zhì)、全N、全P的含量均遠遠高于土壤中相應(yīng)成分含量。但污泥中也含有較高的重金屬zn、Cu、Mn，尤其是zn、Cu，分別高達3300.0 mg·kg<'-1>、920 mg·kg<'-1>，遠遠超出我國污泥農(nóng)用標準。因此，從污泥提供的有機質(zhì)和N、P養(yǎng)分的角度考慮，供試污泥是一種極好的肥源，具有較高的利用價值。但其過高的重金屬含量限制其利用，因此在利用此污泥時，必須進行前期處理。

3、 供試粉煤灰含有較高的SiO<,2>和Al<,2>O<,3>，分別高達50.3％和23.20％，為其改性提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。 (2)采用正交實驗設(shè)計制備改性粉煤灰。通過鈍化、土柱模擬淋溶實驗，運用極差和方差分析影響污泥重金屬鈍化的因素，實驗結(jié)果表明：粉煤灰改性過程中應(yīng)嚴格控制焙燒溫度和配比兩個因素。綜合考慮影響因素，優(yōu)化條件為A381C3即焙燒溫度(1000℃)、配比(10％)、焙燒時間(3h)時，石灰改性粉煤灰對污

4、泥重金屬鈍化效果較好。 (3)隨著改性粉煤灰加入比例的增加，處理污泥中Zn、Cu、Mn三種金屬的交換態(tài)、有機結(jié)合態(tài)的含量明顯呈下降趨勢，而鐵錳氧化態(tài)和殘渣態(tài)的含量呈增加趨勢。當改性粉煤灰加入量達到20％時，污泥中重金屬的鐵錳結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)已達到較高水平，交換態(tài)也已達到較低的量，從而降低了污泥重金屬的生物有效性和環(huán)境有效性。 (4)通過改性粉煤灰與原狀粉煤灰鈍化污泥重金屬性能比較，改性粉煤灰鈍化污泥重金屬效果明顯優(yōu)于原

5、狀粉煤灰。此效果可以從改性粉煤灰的微觀結(jié)構(gòu)來分析說明：首先改性粉煤灰具有很大的比表面積，比原狀粉煤灰增大了2.5倍，因此具有很強的物理吸附能力，同時也使得化學(xué)吸附性得到增強。另外，粉煤灰改性生成的鋁硅酸鹽和硅酸鹽類具有很強的離子交換性能，可與污泥中的重金屬發(fā)生離子交換吸附，且一般都為不可逆的。同時改性粉煤灰的強堿性及其所含鐵的氧化物都有利于污泥中重金屬沉淀。 (5)以改性粉煤灰處理污泥為基質(zhì)應(yīng)用于佛甲草屋頂綠化，成坪后，從佛甲