城镇污水处理厂污泥中重金属含量及化学形态研究

【摘要】：近年来随着城市污水处理厂建设不断增加及污水处理率迅速提高,市政污泥也就大量产生,随之污泥的处理处置及环境影响问题得到越来越多的关注。市政污泥的综合利用能够使其得到科学、妥善的处置,并完全可以作为资源再次为我们所利用,同时可以带来一定的经济价值。在城市污水处理厂污泥的综合利用中,通常不仅研究污泥中重金属含量也研究重金属的形态,这将有利于根据重金属的存在形态选择合适的处理方法和合理的工艺。本文选取四川省29座污水处理厂为重点研究对象,涵盖四川省内县级市55座污水处理厂,重点研究每座污水处理厂不同污水处理工艺下污泥中重金属含量及化学形态分布,主要研究结果如下:)1.四川省不同污水处理厂的污泥样品中As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn等八种重金属元素的总量差异显著,同一种重金属元素在不同污水处理厂的污泥中含量变化范围也较大。2.四川省城镇污水处理厂污泥中As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn等八种重金属元素含量不高,存在个别污泥中Cu和Zn超标的情况。3.四川省城镇污水处理厂污泥中重金属元素形态研究结果表明:Hg、Cr、As和Pb元素主要以残渣态存在,Cd元素主要以残渣态、强有机结合态和铁锰氧化物结合态形式存在,Ni元素主要以水溶态及残渣态形态存在,Zn元素主要以水溶态和离子交换态形式形态分布;Cu元素主要以残渣态、强有机结合态和铁锰氧化物结合态形式存在。4.四川省城镇生活污水处理厂污泥中含有大量有机质和氮、磷、钾等植物营养成分,而且四川省各地区污水处理厂污泥重金属农用利用风险普遍又较低,有利于进行农业资源化利用。5.对污泥重金属的农用利用风险评价结果表明四川省各地区污水处理厂污泥农用风险普遍较低,可以进行农用。个别污水处理厂污泥的Zn和Cu重金属含量较高农用生态风险性较高,不推荐直接施用,应采取措施进行减量化无害化处理后再进行农用方面的利用。为了研究市政污泥中重金属形态这一问题,本文采用了连续多级提取法测定污泥样品中的As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn等八种重金属元素的形态,并对与污泥营养成分相关的N、P、K和有机质等物质的含量进行了测定。通过综合污染指数法和潜在生态危害指数两种农业风险评价方法对污泥的重金属污染状况进行了综合评价。另外,本文还研究四川省城市污泥的实用处置的方法,为污泥的实用处置提供一些新的思路。因此,通过本文的研究探索了城镇污泥中重金属的总量和形态分布规律,同时积累了污泥的基本理化数据,为拟定相应污泥无害化处理和资源化利用工艺技术方案提供数据理论依据。 【关键词】：污泥 重金属元素 含量 形态分析 污泥处置
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 引言10-19
• 1.1 选题依据及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国内外市政污泥处置现状11-13
• 1.2.2 污泥重金属形态分析的研究现状13-15
• 1.3 研究内容15
• 1.4 完成工作量15-18
• 1.5 创新点18-19
• 第2章 污泥中重金属元素总量特征19-28
• 2.1 污泥样品概述19-20
• 2.2 实验仪器与试剂20-21
• 2.2.1 实验仪器与设备20
• 2.2.2 药品试剂20-21
• 2.3 实验方法21
• 2.3.1 污泥PH值的测定21
• 2.3.2 污泥重金属含量的分析21
• 2.4.结果与讨论21-27
• 2.5 小结27-28
• 第3章 污泥中重金属元素的形态特征28-50
• 3.1 实验仪器设备28-29
• 3.2 药品试剂29
• 3.3 实验方法29-31
• 3.4 结果与讨论31-49
• 3.4.1 污泥样品中汞元素的形态组成31-33
• 3.4.2 污泥样品中铬元素的形态组成33-35
• 3.4.3 污泥样品中砷元素的形态组成35-37
• 3.4.4 污泥样品中铅元素的形态组成37-39
• 3.4.5 污泥样品中镍元素的形态组成39-41
• 3.4.6 污泥样品中镉元素的形态组成41-43
• 3.4.7 污泥样品中铜元素的形态组成43-45
• 3.4.8 污泥样品中锌元素的形态组成45-49
• 3.5 小结49-50
• 第4章 污泥营养成分及有效态研究50-55
• 4.1 实验仪器与试剂50-51
• 4.1.1 实验仪器与设备50-51
• 4.1.2 药品试剂51
• 4.2 实验方法51-53
• 4.2.1 污泥中有机质的测定51-52
• 4.2.2 污泥中总氮的测定52
• 4.2.3 污泥中总钾及总钾的测定52
• 4.2.4 污泥中速效磷的测定52
• 4.2.5 污泥中速效钾的测定52-53
• 4.2.6 污泥中缓效钾的测定53
• 4.2.7 污泥中水解性氮的测定53
• 4.3 结果与讨论53-54
• 4.4 小结54-55
• 第5章 污泥重金属污染风险评价55-59
• 5.1 综合污染指数55-56
• 5.2 潜在生态危害指数56-58
• 5.3 结果与讨论58
• 5.4 小结58-59
• 结论59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 攻读学位期间取得学术成果64

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