固化污泥中重金属的溶出特性 - 中国科学.pdf

中国科学 E 辑 : 技术科学 2009 年 第 39 卷 第 6 期 : 1167 ~ 1173 SCIENCE IN CHINA PRESS 固化污泥中重金属的溶出特性 ① ② ② ② ② 张虎元 , 王宝 , 董兴玲 , 冯蕾 , 范志明 ① 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室, 兰州 730000; ② 兰州大学资源环境学院, 兰州 730000 * E-mail: zhanghuyuan@ 收稿日期: 2008-09-16; 接受日期: 2008-12-30 国家自然科学基金(批准号:资助项目 摘要 固化污泥在天然条件下经受风化作用, 其内部碱性物质会不断流失, 已被固定的重 关键词 金属可能会再次溶出. 通过酸性中和容量试验和渗透溶滤试验, 研究了生活污泥固化体中重 污泥 金属的溶出特性. 酸性中和容量试验结果表明, 当浸提液的pH6 时, 污泥固化体的酸性化崩 重金属 解和重金属存在形态的改变会导致重金属大量溶出. 渗透溶滤试验结果显示, 在渗透初期, 部 溶滤模型 稳定化时间 分重金属可以溶解并被渗透液带出固化体, 而在渗透的中后期未见重金属溶出. 基于以上试 验的结果, 建立了预测污泥固化体中重金属稳定化时间的数学模型, 模拟计算结果说明, 与水 泥的掺加量相比, 降低渗透系数可以更加有效地控制固化体中重金属的稳定性. 固化稳定化技术作为污泥处理的主要方法, 已 碱性物质使浸提液的最终pH 始终维持在较高水平, 得到了广泛应用[1,2]. 污泥经过水泥固化稳定化处理 重金属很难溶出, 评价结果很难反映固化体中重金 后, 其所含的污染物可以被有效包裹和封闭[3,4]. 同 属的真实溶出情况[12,13]. 时, 水泥固化剂所营造的碱性环境可以改变污泥中 酸性中和容量试验(acid neutralization capacity [5~7] 重金属的存在形态, 降低重金属的化学活动性 . test, ANC)和渗透溶滤试验(flow-through leaching test) 污泥经过固化处理后可以直接进入填埋场, 有 相结合, 可能是评价污泥固化体中重金属溶滤行为 效避免了污泥的直接填埋而引起的填埋场力学稳定 的有效方法. 在酸性中和容量试验中, 通过连续改变 性问题. 但由于污泥固化体本身是一种多孔材料、具 浸提液的pH, 可以确定重金属的溶出与浸提液pH之 有一定的渗透性, 在填埋场渗滤液的物理冲刷和化 间的定量关系[14,15]. 渗透溶滤试验过程中, 渗透液不 学溶滤作用下, 其内部碱性物质不断流失, 已被固定 断流动, 固化体内的碱性物质被渗透液带出固化体, 的重金属可能会再次溶出[8,9]. 另外, 垃圾填埋场渗 较好地模拟了固化体在环境中的溶滤行为[16,17]. 已 滤液中含有大量的微生物, 当渗滤液穿过固化体时, 有的渗透溶滤试验一般采用pH较低的酸性溶液作为 其中的微生物可以代谢消耗污泥固化体中存在的有 渗透液, 这样虽然可以加快试验速度, 但试验条件明 机物, 破坏固化体的稳定性, 加剧固化体中重金属的