硫酸盐对重金属化学形态的转化作用
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表 运行时间k§ l 不同消化罐中的硫酸盐含量
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图
样品制备程序
龙
网
ON
图 铜的各化学形态所占比例随时间的变化
试验还发现 o 在消化罐运行至第 ts 天左右时重
WW
网wenku.baidu.com
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筑
试验装置及方法
试验装置
自制的污泥中温厌氧消化装置见图 t ∀
图
试验装置
ZH
UL
池∀
们广泛接受的是 ¨ ¶ ¶ ¬ ¨ µ于 t|z| 年提 出 的 分 类 理 t 论 o 他将重金属形态分为可交换态 和碳酸盐结合
p 酸钠ls tss uss vss wss °ª 计l o 通过测 r k以 u w
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中国给水排水
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化的可能性 ∀ 消化液中的硫酸盐含量在第 ts 天左 右开始显著降低 o 这与重金属化学形态的变化趋势 相符 ∀
氧消化处理后污泥中的重金属也能一定程度地向硫 化物形态转化 ∀ 随着污泥中硫酸盐浓度的增加则消化污泥 中重金属硫化物结合态的含量亦相应升高 ∀ 因此 o
基本原理
目前 o 关于污泥中重金属化学形态的划分 o 被人
龙
态 和铁锰氧化物结合态 硫化物及和有机质结合 态 残渣态 ∀ 其中前三种形态为不稳定态 o 后两种则 为稳定态 ∀ 若能实现重金属形态由不稳定态向稳定 态的转变 o 则可提高城市污泥综合利用的安全性 ∀ 在污泥的厌氧消化过程中 o 大量存在的硫酸盐还原 菌 酸化细菌等能促使污泥中硫酸盐的还原和含硫 有机质的分解而生成 u p 离子 o 所生成的硫离子能 够与污泥中的重金属反应生成稳定的硫化物 ∀ 因 在污泥的厌氧消化过程中 o 可通过投加含硫化合 此o 物来增加污泥中硫离子的含量 o 以达到稳定 固着重 金属的目的 ∀
° ¬ ± 后收集上清液进行分析 ∀
硫化物及和有机质结合态 } 将上步残留泥 样用水洗后加入 { °s q su °² ¯ v 和 x °vs h sl o {x ε 水浴 间歇振荡 w « 后再加入 u uk³ u q 振荡 vs °¬ w ° vq u °² ¯ w ¦o ± 并经离心后收集上 清液 o 再用电热板加热至近干 ∀ 残渣态 } 将残留泥样洗入烧杯中 o 加入 ts 电热板加热至近干 o 共进行 w 次 ∀ 用tt v o Β °浓 对滤液进行分析 ∀ v 温热溶解并过滤 o 铜 锌采用原子吸收分光光度法测定 o 镍采用火 焰原子吸收分光光度法测定 ∀
中国给水排水
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硫酸盐对重金属化学形态的转化作用
张延青t o 谢经良t o 彭 忠u o 王福浩u o 沈晓南u
青岛建筑工程学院 环境工程系 o 山东 青岛 uyysvv ~ u q 青岛海泊河污水处理厂 o 山 kt q 东 青岛 uyysutl 摘 要 } 研究了污泥厌氧消化过程中硫酸盐对铜 锌 镍三种重金属化学形态变化所起的作
k预浓缩池的生污泥与消化罐中污泥量的比例为
同时加入硫酸盐 k tv Βl o ¤ u w 用水溶解后加入生污 泥中 o 并搅拌均匀l o 搅拌 us °¬ ± 以使生污泥和罐内 取样 污泥充分混合 ∀ 工艺运行按启动的方法进行 o 每次取样前先 测定时间定为 x § 一次 kxs ° r次 l o
试分析污泥中重金属形态及硫酸盐浓度的变化来研 究厌氧条件下硫酸盐对重金属的稳定作用 ∀ 试验所 用污泥取自青岛海泊河污水厂的预浓缩池和消化 系统的启动 ∀ 首先对取自消化池中的消化污泥 以去除大颗粒杂质 ∀ 然后向每个 进行过筛kus 目l o 将水槽内水温调节 消化罐中各加入 z 消化污泥 o 并进行搅拌 ku 次r§o 到kvx tl ε o us °¬ ±r次 l ∀ 系 系统 统的运行状况可通过 ³ 值和压力进行判断 } 运行不佳时 o 会出现 ³ 值的下降和压力值的降低 ∀ 待系统 ³ 值 为 z qu 左 右 且 压 力 稳 定 后 k 压 力 为 uq |w ®¤ l即可进行试验 ∀ 系统的进泥和取样 ∀ 进泥方式采用一次性加入
中图分类号 } zsv q t
文献标识码 }
文章编号 } tsss p wysukussvlsu p ssyu p sv 消化罐k共 x 个l为有机玻璃管制成 o 直径为 uss 高为 uws °° o 共同放置于一个恒温水浴槽 k电 °° o 长为 t uss °° 宽为 yss °° 高为 xss 热 自动控温 o 水温控制在 kvx tl ε ∀ 水封罐中装有氢 °°l 中 o 氧化钠溶液 o 其作用为 } 吸收沼气中的硫化氢和稳定 消化系统的工作压力 ∀ 试验方法 向五个消化罐中分别加入含硫化合物 k无水硫
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结果与讨论
因数据较多 o 故仅对含硫酸盐量最少的 t 罐和 加硫酸盐量最多的 x f 罐进行比较 ∀
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铜的化学形态变化 图 v 为铜的各化学形态所占百分率随时间的变
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化曲线k锌 镍的变化曲线与铜的相似l ∀ 从图 v 可以看出 o 虽然 t f 罐未投加硫酸盐 o 但 铜的形态依然随时间发生变化 o 这很可能与生污泥 本身含有硫酸盐和硫蛋白质有关 ∀ 试验结果表明 o 随着硫酸盐投量的增加则重金 属硫化物及和有机质结合态所占的百分率呈上升趋 而不稳定态所占的百分率相应减小 o 残渣态的则 势o 投加硫酸盐能促进重 基本不变化 ∀ 上述结果说明 o
ON
G.
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关键词 } 污泥 ~ 厌氧消化 ~ 重金属 ~ 硫酸盐 ~ 化学形态
M
用 ∀ 结果表明 o 硫酸盐的存在能够促进重金属向稳定的硫化物形态转变 ∀
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中国给水排水
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搅拌 us °¬ ± 以保证样品的代表性 ∀ 监测方法
金属由不稳定态向硫化物及和有机质结合态转变 ∀
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消化液中硫酸盐的测定
图u∀
WW
硫酸盐的测定采用重量法 o 其样品制备程序见
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示∀
金属硫化物及和有机质结合态的含量开始显著提 高o 到第 tx 天时趋于平稳 o 这说明若想利用消化系 统来稳定重金属 o 则必须保证有足够的消化反应时 硫酸盐的测定结果 消化罐中的硫酸盐含量随时间的变化如表 t 所
yv
由表 t 可以看出 o 未投加硫酸盐的 t 消化罐中 也存在硫酸盐 o 说明污泥本身含有硫酸盐 o 这与该罐 重金属硫化物形态含量的提高现象相吻合 ∀ 不同的消化罐由于硫酸盐的投量不同 o 消化液 硫酸盐投量越多则消化液 中的硫酸盐含量也不同 o 中的硫酸盐含量越高 ∀ 在试验结束后 o 消化液中的 这说明一部分硫酸 硫酸盐含量都不同程度地下降 o 且存在重金属化学形态转 盐在厌氧条件下被还原 o
结论
在污泥厌氧消化系统中 o 重金属硫化物结
已具备消化系统的污水厂可通过提高消化池进泥中 硫酸盐的含量来促进重金属向硫化物结合态转变 o 以提高重金属的稳定率 ∀
合态含量提高的主要原因是硫酸盐还原菌将硫酸盐 还原为
up
o
up
浓度的增加促进了重金属向硫化物
形态的转变 ∀ 城市污水处理厂的污泥中含有一定量的硫 酸盐及含硫有机质 o 在不投加硫酸盐的情况下 o 经厌
重金属形态的分析 测定
为了测定的方便 o 将重金属形态分为三种 } 不稳 定态 硫化物及和有机质结合态 残渣态 ∀ 重金属形 态分析采用分步提取法 o 将待分析泥样在 tsx ε 下 烘干至恒重后进行分步提取 } 不稳定态 } 准确称取干泥 s q x ª 并置于 us 加入 { °s q sw °² ¯ 盐酸羟氨和 x ° °离心管中 o 振荡数次 离心 us ux h ¦o |y ε 下水浴保持 y «o
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结论
在污泥厌氧消化系统中 o 重金属硫化物结
已具备消化系统的污水厂可通过提高消化池进泥中 硫酸盐的含量来促进重金属向硫化物结合态转变 o 以提高重金属的稳定率 ∀
合态含量提高的主要原因是硫酸盐还原菌将硫酸盐 还原为
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浓度的增加促进了重金属向硫化物
形态的转变 ∀ 城市污水处理厂的污泥中含有一定量的硫 酸盐及含硫有机质 o 在不投加硫酸盐的情况下 o 经厌
重金属形态的分析 测定
为了测定的方便 o 将重金属形态分为三种 } 不稳 定态 硫化物及和有机质结合态 残渣态 ∀ 重金属形 态分析采用分步提取法 o 将待分析泥样在 tsx ε 下 烘干至恒重后进行分步提取 } 不稳定态 } 准确称取干泥 s q x ª 并置于 us 加入 { °s q sw °² ¯ 盐酸羟氨和 x ° °离心管中 o 振荡数次 离心 us ux h ¦o |y ε 下水浴保持 y «o