水體中污染物以淤泥的形式沉積于河道,一方面導(dǎo)致底泥體積增加,另一方面其污染物釋放易形成二次污染。不同的底泥調(diào)理藥劑既影響底泥脫水效果又影響脫水泥餅資源化利用途徑,尤其是重金屬浸出特性及形態(tài)分布。本論文從底泥調(diào)理“如何影響脫水效率和泥餅中重金屬風(fēng)險(xiǎn)”及“如何改變底泥組分及重金屬分布”兩個(gè)角度出發(fā)開(kāi)展系列研究,主要內(nèi)容如下:(1)以聚合氯化鋁PAC/陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺PAM混凝沉淀類調(diào)理劑(簡(jiǎn)稱P-P調(diào)理)、亞鐵活化過(guò)硫酸鈉高級(jí)氧化類調(diào)理劑(簡(jiǎn)稱F-S調(diào)理)為兩類典型調(diào)理劑為代表分別對(duì)底泥進(jìn)行調(diào)理。當(dāng)PAC為5%干基(DS)、PAM為4‰DS時(shí),過(guò)濾比阻(SRF)降低率為91.7%;當(dāng)Fe~(2+)和過(guò)硫酸鈉投加量分別為1.04%DS和4.8%DS時(shí),SRF降低率為85.3%。其板框脫水表明脫水泥餅含水率為F-S(30.3%)P-P(37.5%)原泥RS(60.3%),脫水效率為F-S(92.7%)P-P(89.4%)RS(56.2%)。調(diào)理造成氮、磷由液相向固相遷移的趨勢(shì)。(2)通過(guò)對(duì)脫水泥餅進(jìn)行重金屬Cd動(dòng)態(tài)柱浸出探討其浸出特性及形態(tài)分布特征。隨著液固比(L/S)增加,三種泥餅的實(shí)時(shí)浸出濃度均減小,浸出率增加。相同L/S下,兩類調(diào)理均降低泥餅中Cd浸出率,且F-S方式浸出率最小。當(dāng)L/S為100 L kg~(-1)時(shí),Cd浸出率由21.5%(RS)分別降低至12.6%(P-P)、11.7%(F-S),此時(shí),P-P和F-S泥餅中Cd風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)(RAC)從原泥的高風(fēng)險(xiǎn)降低至中等風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)理使泥餅中Cd從易浸出態(tài)向潛在浸出態(tài)和難浸出態(tài)轉(zhuǎn)化。(3)基于自行設(shè)計(jì)的提砂分離裝置,將底泥按照有機(jī)物含量高低依次提取分離分為篩上物、泥漿和篩砂等三組分。F-S調(diào)理獲得了最小的篩砂提取質(zhì)量(62.1g kg~(-1))和最大的泥漿提取質(zhì)量(916.1 g kg~(-1)),以及相應(yīng)的最小粒徑(分別為16.3μm和8.2μm)。底泥各組分重金屬含量大小為篩上物泥漿篩砂,調(diào)理使泥漿重金屬含量降低,使篩砂、篩上物中的增加。調(diào)理未改變篩砂和泥漿中Cr、Cu、Pb主要形態(tài)。泥漿中Cd、Cr和Pb的RAC風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分別為極高、低、中風(fēng)險(xiǎn),經(jīng)F-S調(diào)理后分別降為高、無(wú)、低風(fēng)險(xiǎn)。不同調(diào)理體系的作用機(jī)制導(dǎo)致底泥中各組分重金屬的分布和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)存在差異,該結(jié)果為底泥各組分的分級(jí)資源化利用提供參考。
【學(xué)位單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：X52
【部分圖文】：

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文7的底泥污染物，特別是重金屬的遷移轉(zhuǎn)化鮮有報(bào)道。河道底泥調(diào)理對(duì)重金屬的影響機(jī)理尚不明朗。本研究利用PAC/PAM混凝沉淀類調(diào)理劑（簡(jiǎn)稱P-P調(diào)理）、亞鐵活化過(guò)硫酸鈉高級(jí)氧化類調(diào)理劑（簡(jiǎn)稱F-S調(diào)理）兩類調(diào)理方式對(duì)河道底泥進(jìn)行調(diào)理，并且研究分析化學(xué)調(diào)理對(duì)脫水泥餅及底泥各組分重金屬的影響，特別在脫水泥餅重金屬浸出，及調(diào)理底泥各組分重金屬的分布展開(kāi)了研究，為調(diào)理底泥的后續(xù)資源化提供理論依據(jù)。1.4.1研究意義(1)明晰不同底泥調(diào)理藥劑對(duì)底泥脫水效果的影響以及對(duì)后續(xù)脫水泥餅中重金屬的遷移影響。(2)深入研究底泥調(diào)理對(duì)各組分重金屬分布規(guī)律，從而為泥餅及各組分的資源化利用提供理論依據(jù)。1.4.2研究?jī)?nèi)容本文主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行研究(技術(shù)路線見(jiàn)圖1.1)。圖1.1技術(shù)路線圖Figure1.1Technicalroutediagram(1)底泥調(diào)理最佳投加量的優(yōu)化及氮磷的固液分配通過(guò)單因素分析方法，以過(guò)濾比阻為指標(biāo)篩選兩類調(diào)理劑的最佳投加量，并

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文12①PAC和PAM調(diào)理（P-P體系）攪拌程序分兩段。第一段：攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間15分鐘；第二段：攪拌速率150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間5分鐘，PAC和PAM分別在兩段開(kāi)始時(shí)加入。②FeSO4和Na2S2O8（F-S體系）攪拌程序分兩段，第一段：攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間15分鐘，開(kāi)始時(shí)加入Na2S2O8，第二段：攪拌速率為150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間15分鐘，開(kāi)始時(shí)加入三分之一的FeSO4，之后每隔5分鐘再加三分之一。圖2.1測(cè)定底泥比阻的實(shí)驗(yàn)設(shè)備Figure2.1Equipmentsfordeterminingthespecificresistancetofiltration2.2.2.2板框壓濾脫水板框調(diào)理采用板框壓濾機(jī)前置攪拌器見(jiàn)圖2.2。①P-P體系攪拌程序分兩段。第一段：攪拌速率為50Hz，攪拌時(shí)間15分鐘；第二段：攪拌速率25Hz，攪拌時(shí)間5分鐘，PAC和PAM分別在兩段開(kāi)始時(shí)加入。②F-S體系攪拌程序分兩段，第一段：攪拌速率為50Hz，攪拌時(shí)間15分鐘，開(kāi)始時(shí)加入Na2S2O8，第二段：攪拌速率為25Hz，攪拌時(shí)間15分鐘，將總量FeSO4進(jìn)行三等分，三次投加，每5分鐘投加三分之一總量的FeSO4。采用隔膜板框壓濾機(jī)脫水分為兩個(gè)階段：進(jìn)泥壓濾和隔膜壓榨階段。底泥首先加至攪拌罐中，當(dāng)加入調(diào)理劑后攪拌調(diào)理開(kāi)始，調(diào)理結(jié)束后的底泥通過(guò)螺桿泵輸送至加壓泥罐，再借助空氣壓力將底泥壓入板框進(jìn)行脫水（最大脫水壓力0.8

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文13MPa），整個(gè)進(jìn)料過(guò)程結(jié)束后，將進(jìn)行一段時(shí)間的隔膜壓榨脫水，在隔膜的作用下，泥餅中剩余的水分將進(jìn)一步去除（最大壓力為1.2MPa）。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，記錄壓力、濾液隨時(shí)間的變化情況，并取樣分析圖2.2板框壓濾機(jī)裝置圖Figure2.2Plateandframefilterpressdevicediagram2.2.3底泥脫水指標(biāo)的測(cè)定方法2.2.3.1過(guò)濾比阻過(guò)濾比阻（SRF）是表示污泥過(guò)濾特性的綜合性指標(biāo)，它的物理意義是：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的污泥在一定壓力下過(guò)濾時(shí)在單位過(guò)濾面積上的阻力。求此值的作用是比較不同的污泥（或同一污泥加入不同量的混合劑后）的過(guò)濾性能。過(guò)濾比阻愈大，過(guò)濾性能愈差[56]。SRF采用公式2.3計(jì)算：(2.3)式中：P——過(guò)濾壓力，Pa；A——過(guò)濾面積，m2；b——布氏抽濾實(shí)驗(yàn)的t/V對(duì)V作線性圖的斜率；μ——濾液黏度，Pa·s；ω——單位體積濾液產(chǎn)生的濾餅質(zhì)量比阻的基本測(cè)試步驟如下：準(zhǔn)確量取100mL底泥，倒入布氏漏斗（Φ=70mm）中，開(kāi)動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力維持0.08MPa至?xí)r開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一定時(shí)間（10s），記下計(jì)量管內(nèi)相應(yīng)的濾液量，一直過(guò)濾至真空破壞（如真空長(zhǎng)時(shí)間不破壞，則30min
【參考文獻(xiàn)】

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