温度、盐度、pH对剩余污泥铜、铅溶出效应的影响分析-上海海洋大学学报.doc

温度、盐度、pH对剩余污泥铜、铅溶出效应的影响分析 高春梅1 朱晓芸2 储鸣1 王春峰1 杨红1* 凤海晨3 黄庆4 （1.上海海洋大学海洋科学学院，上海，201306； 2.天道教育上海分公司，上海，200041; 3.联行国际货源代理（上海）有限公司，上海,200081；4.上海合护安全用品有限公司,上海,200433） 摘要：以某污水处理厂脱水污泥为研究对象，初始重金属浓度为：Cu为116.04~316.68mg/kg，Pb13.13~37.02mg/kg。分析了温度，盐度和pH对剩余污泥铜、铅的溶出效应影响，得出：铅在酸性条件下（pH=6.5）的溶出量(均值0.567mg/L)小于碱性条件(pH=8.5)的溶出量（均值0.641mg/L）X703.1 污泥中的重金属主要来自污水，污水进入污水处理厂时，经过各种物理、化学、生物等的处理工艺，大部分重金属会从污水中分离出来而进入污泥中。在活性污泥法处理污水过程中，进水中50%~80%以上的重金属通过细菌吸收、表面吸附、共沉淀等多种途径浓缩在产出的污泥中[1,2]。污泥重金属有 85~95%附着在细菌碎屑上，5~15%在矿物颗粒合有机碎屑颗粒上，只有很少一部分存在于可溶态和胶状的有机物质中[3,4]。我国城市重金属污染主要以 Zn 和 Cu 为主，其他重金属含量较低，其中镀锌管道大量使用是生活污水污泥中Zn含量较高的原因之一[5]。杨军等[6]于2006 年考察了我国107个城市污泥的重金属含量及其动态变化趋势，统计结果显示：城市污泥中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为20.2、2.01、93.1、219、2.13、48.7、72.3 和1058 mg /kg，与城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)进行对比：城市污泥中Zn含量超标11.2%；Cd、Cu 和Ni含量均超标6.5%。污泥重金属主要以无机沉淀和有机络合物（氧化物、氢氧化物、硅酸盐和不可溶盐等）形态存在，其次为硫化物[3]。安淼等[7]研究发现，污泥中约73%的Zn和70%的Ni以不稳定态存在，约72%的Cu以硫化物及有机结合态形式存在，其他重金属主要以稳定态存在。目前污泥处置方式主要有土地利用、卫生填埋和焚烧处理，然而重金属一直是影响污泥处置的潜在风险，因此对污泥中重金属的研究一直受到人们的重视。(朱晓芸等[]研究了磷形态和pH对剩余污泥中磷释放的影响，说明污泥中的磷在酸性中性和碱性海水环境下均有释放，相比中性条件，酸性和碱性水质更有利于磷的释放污泥中磷的释放与磷的形态分布有关，但磷释放量大小并不简单取决于总磷和无机磷的含量。本研究主要是分析pH，温度，盐度对剩余污泥中铜、铅溶出效应的影响，得出其对铜铅在不同条件下的溶出特征，为后续分析彼此相关性提供基础数据，并为未来制定污染物排海规范提供相应的理论依据。 1 材料与方法 1.1样品采集自脱水污泥，采集后带回实验室进行预处理。取一部分新鲜污泥样品进行含水率分析，其余自然风干。风干后敲碎，弃去毛发、沙子、碎屑等杂质；然后过100目筛，贮存于干燥的广口玻璃瓶中。1.2pH 实验 各加入800m超纯水，并投入相应的干泥样品1g。使用2 mol/L的HCl和2 mol/L的NaOH溶液调节pH，5个反应器中pH值分别控制在6.5、7.0、7.5、8.0和8.5。静沉后每隔取一次上清液，经离心后 1.3温度实验 各加入800m超纯水，并投入相应的干泥1g。高温组用水浴锅加热，反应器污泥的温度分别控制在28±1)℃；低温组用冰箱保持温度，反应器污泥的温度分别控制在5±1)℃。试验采用一次性投料、长期运行的方式，实验周期为12h。静沉后每隔2小时取一次上清液，经中速定性滤纸过滤后取滤液进行测定。 盐度实验 采用4个直径为9cm、高为10cm的聚乙烯瓶作为反应容器，其有效容积为500m，分别加入 400mL盐度35，30，25，20的海水，投入0.5g 泥样。实验运行期间每24h 扰动1次，取上清液，经离心后用火焰原子吸收法测定重金属含量。每次取样后加入适量体积的海水，以保持体系体积不变。2 结果 2.1 pH 的影响 5种pH条件下，Pb溶出浓度变化的趋势相似，即Pb溶出量跟pH呈现正相关关系。铜在不同pH条件下的溶出规律跟铅不同(图2)。在初始阶段，在酸性（pH=6.5）和碱性(pH=8.0,8.5)条件下出现小幅降低，在中性条件下出现上升趋势，后续阶段呈现逐步增加的趋势。铅和铜的整体溶出规律呈现增加趋势。 图1 不同pH下铅变化曲线图2不同pH下Cu变化曲线 Fig.1 Pb curves in different pH Fig.2 Cu curves in different pH 2.2 温度的影响 图是不同温