針對污泥中重金屬進入土壤后會在土壤植物生態(tài)系統(tǒng)中累積,固化的重金屬會由于環(huán)境條件變化被重新釋放出來而造成的環(huán)境風險問題,本文采用化學方法脫除污泥中重金屬和超聲/微波的輔助手段提高化學脫除過程中的脫除效率及經(jīng)濟性,實現(xiàn)污泥安全利用。采用四級連續(xù)提取法對不同污水處理階段污泥和不同污水處理廠脫水污泥中重金屬形態(tài)分布及可移動性進行研究�？疾煳勰嘀兴軕B(tài)、酸溶態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘留態(tài)重金屬的在污水處理過程中的變化以及與污泥性質(zhì)的相關(guān)性。對不同污泥中重金屬的潛在環(huán)境風險進行了評估。污泥中各重金屬總量遠高于黑土中背景含量值,對環(huán)境存在潛在的風險,污泥中Cu、Zn、Cd、Mn呈嚴重污染水平。污泥中Cu、Pb、Cr的可遷移性差,Zn和Mn的可遷移性強,其中Pb的形態(tài)在各污泥中的分布不受污水處理過程影響。Cd主要以有機物形態(tài)存在,Ni的可遷移性受污水處理過程影響。污泥中水溶態(tài)、酸溶態(tài)、可還原態(tài)Pb與污泥的理化性質(zhì)正相關(guān),污泥中Cu、Cr、Mn、Cd、Ni的水溶態(tài)、酸溶態(tài)、可還原態(tài)含量和有機物含量正相關(guān)�；瘜W法脫除污泥中重金屬的研究表明,化學提取劑種類是影響在污泥中重金屬脫除效率的主要因素,其次是浸提... 

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 城市污水處理廠污泥的特性
        1.2.1 污泥的分類及組成
        1.2.2 污泥理化特性
        1.2.3 污泥中營養(yǎng)物質(zhì)
        1.2.4 污泥中有毒有害物質(zhì)
    1.3 污泥處置技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進展
        1.3.1 國外污泥處置現(xiàn)狀及進展
        1.3.2 中國污泥處置現(xiàn)狀及進展
        1.3.3 污泥土地利用現(xiàn)狀及進展
        1.3.4 污泥土地利用的環(huán)境效益
        1.3.5 污泥土地利用的環(huán)境風險
    1.4 污泥中重金屬形態(tài)的研究及環(huán)境風險評估
        1.4.1 污泥中重金屬形態(tài)分析方法
        1.4.2 污泥中重金屬形態(tài)的分布規(guī)律
        1.4.3 污泥中重金屬的潛在環(huán)境風險評估
        1.4.4 污泥中重金屬的生物影響評估
    1.5 污泥中重金屬脫除及鈍化技術(shù)
        1.5.1 化學脫除技術(shù)
        1.5.2 微生物脫除技術(shù)
        1.5.3 植物脫除技術(shù)
        1.5.4 超臨界液體脫除技術(shù)
        1.5.5 電化學脫除技術(shù)
        1.5.6 微波化學脫除技術(shù)
        1.5.7 超聲化學脫除技術(shù)
        1.5.8 污泥中重金屬鈍化技術(shù)
    1.6 課題的主要來源與主要研究內(nèi)容
        1.6.1 課題來源
        1.6.2 研究的目的和意義
        1.6.3 主要研究內(nèi)容
        1.6.4 技術(shù)路線
第2章 實驗材料與方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 試驗污泥的采集與處理
        2.1.2 試驗土壤及蔬菜種子
    2.2 試驗試劑與儀器
        2.2.1 實驗藥劑
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 實驗裝置
    2.3 試驗方法
        2.3.1 化學法脫除污泥中重金屬的影響實驗
        2.3.2 微波強化化學脫除污泥中重金屬實驗
        2.3.3 超聲強化化學脫除污泥中重金屬實驗
        2.3.4 微波和超聲脫除污泥中重金屬能耗實驗
        2.3.5 污泥農(nóng)用對蔬菜種子發(fā)芽及根伸長實驗
    2.4 分析測試方法
        2.4.1 常規(guī)分析測試方法
        2.4.2 污泥重金屬的總量測定
        2.4.3 ICP-AES 測定重金屬離子濃度
        2.4.4 污泥中重金屬提取液中發(fā)光物質(zhì)的三維熒光光譜測定
        2.4.5 污泥中有機物功能團的紅外光譜測定
        2.4.6 重金屬形態(tài)分析方法
    2.5 數(shù)據(jù)處理分析方法
        2.5.1 重金屬脫除率和回收率
        2.5.2 多元統(tǒng)計分析
        2.5.3 生態(tài)風險評估
第3章 污泥中重金屬分布特征及潛在環(huán)境風險
    3.1 引言
    3.2 不同污水處理階段污泥中重金屬形態(tài)分布特征
        3.2.1 污泥理化性質(zhì)
        3.2.2 污泥中重金屬總量
        3.2.3 污泥中重金屬形態(tài)分布特征
        3.2.4 污泥中各重金屬形態(tài)的多元統(tǒng)計分析
    3.3 脫水污泥中重金屬形態(tài)分布特征
        3.3.2 污泥理化性質(zhì)
        3.3.3 污泥中重金屬總量
        3.3.4 污泥中重金屬形態(tài)分布
        3.3.5 污泥中重金屬形態(tài)相關(guān)性
    3.4 污泥中重金屬潛在的生態(tài)風險
        3.4.1 不同污水處理階段污泥的潛在生態(tài)風險
        3.4.2 脫水污泥中重金屬潛在的生態(tài)風險
    3.5 本章小結(jié)
第4章 化學法脫除污泥中重金屬的研究
    4.1 引言
    4.2 單一試劑脫除污泥中重金屬正交實驗
        4.2.1 正交實驗結(jié)果與分析
        4.2.2 因素水平趨勢
    4.3 固液比對污泥中重金屬脫除的影響
        4.3.1 固液比對不同試劑脫除重金屬效率的影響
        4.3.2 固液比對各種重金屬學脫除效率的影響
    4.4 浸提時間對污泥中重金屬脫除的影響
        4.4.1 浸提時間對不同試劑脫除重金屬的影響
        4.4.2 浸提時間對各重金屬脫除效率的影響
    4.5 不同試劑對污泥重金屬脫除的影響
        4.5.1 無機酸脫除污泥中重金屬
        4.5.2 有機酸脫除污泥中重金屬
        4.5.3 螯合劑脫除污泥中重金屬
        4.5.4 無機鹽脫除污泥中重金屬
    4.6 復合試劑脫除污泥中重金屬
        4.6.1 正交實驗結(jié)果分析
        4.6.2 優(yōu)化方案的驗證
    4.7 化學處理后污泥的生態(tài)風險
    4.8 本章小結(jié)
第5章 微波/超聲強化化學脫除污泥中重金屬的研究
    5.1 引言
    5.2 輻射時間對重金屬脫除效率的影響
        5.2.1 微波輻射時間對重金屬脫除效率的影響
        5.2.2 超聲輻射時間對重金屬脫除效率的影響
    5.3 功率密度對重金屬脫除效率的影響
        5.3.1 微波功率密度對重金屬脫除效率的影響
        5.3.2 超聲功率密度對重金屬脫除效率的影響
    5.4 能量密度對重金屬脫除效率的影響
        5.4.1 微波能量密度對重金屬脫除效率的影響
        5.4.2 超聲能量密度對重金屬脫除效率的影響
    5.5 攪拌對污泥中重金屬脫除效率的影響
    5.6 微波/超聲強化化學脫除污泥中重金屬的能耗分析
        5.6.1 低能量密度的能耗分析
        5.6.2 高能量密度的能耗分析
    5.7 本章小結(jié)
第6章 微波/超聲處理后污泥性質(zhì)變化及環(huán)境風險
    6.1 引言
    6.2 微波/超聲處理后污泥中重金屬形態(tài)分布特征
        6.2.1 微波/超聲對重金屬水溶態(tài)和酸溶態(tài)分布的影響
        6.2.2 微波/超聲對重金屬可還原態(tài)分布的影響
        6.2.3 微波/超聲對重金屬可氧化態(tài)分布的影響
        6.2.4 微波/超聲對重金屬殘留態(tài)分布的影響
    6.3 微波/超聲作用對污泥的紅外光譜特征影響
        6.3.1 提取前污泥的紅外光譜特征
        6.3.2 水溶態(tài)重金屬提取后污泥的紅外光譜特性
        6.3.3 酸溶態(tài)重金屬提取后污泥的紅外光譜特性
        6.3.4 可還原態(tài)重金屬提取后污泥的紅外光譜特性
        6.3.5 可氧化態(tài)重金屬提取后污泥的紅外光譜特性
    6.4 微波/超聲作用對污泥的熒光光譜特征影響
        6.4.1 水溶態(tài)重金屬提取液的三維熒光光譜特性
        6.4.2 酸溶態(tài)重金屬提取液的三維熒光光譜特性
        6.4.3 可還原態(tài)重金屬提取液的三維熒光光譜特性
        6.4.4 可氧化態(tài)重金屬提取液的三維熒光光譜特性
    6.5 處理后污泥的性質(zhì)
    6.6 處理后污泥中金屬環(huán)境風險
        6.6.1 處理后污泥中重金屬的可遷移性
        6.6.2 處理后污泥中重金屬富集風險
        6.6.3 處理后污泥對蔬菜生長的影響
    6.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及其他成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3674640