2.2.3電動(dòng)修復(fù)法
電動(dòng)技術(shù)最初于20世紀(jì)80年代應(yīng)用在土壤重金屬的去除中,在城市污泥重金屬去除中的應(yīng)用剛起步。電動(dòng)修復(fù)法的去除效率與重金屬的形態(tài)有關(guān),Akertche等[28]的研究表明污泥中重金屬的形態(tài)是影響重金屬遷移和電動(dòng)修復(fù)效果的重要因素。kin等[29]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)得出了類(lèi)似的結(jié)論,表明電動(dòng)過(guò)程對(duì)可交換態(tài)重金屬的去除率可達(dá)92.5%,而有機(jī)態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)重金屬的去除率分別為34.2%和19.8%。一些學(xué)者嘗試將酸化后的污泥進(jìn)行電動(dòng)修復(fù)試驗(yàn),Wang等[30]的研究表明經(jīng)酸化后污泥中的重金屬去除率顯著提高,其中Zn、Cu和Ni的去除率高達(dá)90%以上,Cr的去除率達(dá)68%,As的去除率達(dá)31%,經(jīng)電動(dòng)修復(fù)技術(shù)處理后重金屬Zn,Cu,Ni,Cr和Pb的濃度均達(dá)到了美國(guó)環(huán)境保護(hù)部關(guān)于污泥農(nóng)用的限制標(biāo)準(zhǔn)。袁華山等[31]研究了經(jīng)HNO3酸化后脫水污泥在電動(dòng)力作用下,Cd、Zn和Cu的去除率都有明顯的提高,分別比未酸化的污泥去除率增加11%、9%和6%。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)作為一門(mén)新型的綠色環(huán)保修復(fù)技術(shù),去除效率高,特別是對(duì)酸化污泥效果更好,能同時(shí)去除幾種重金屬,從技術(shù)層面是可行的;但對(duì)于更深層次的遷移特性及運(yùn)行成本等問(wèn)題仍有待進(jìn)一步研究。
2.2.4生物淋濾法
生物淋濾技術(shù)是利用自然界的微生物通過(guò)直接作用或其他代謝產(chǎn)物的間接作用,產(chǎn)生氧化、還原、絡(luò)合或溶解作用,將固相中的某些不溶性成分如重金屬分離浸提出來(lái)的一種技術(shù),其中應(yīng)用最廣泛的是氧化亞鐵硫桿菌與氧化硫硫桿菌。
Wong等[32]研究了在FeS2作用下,利用厭氧消化污泥分離出的嗜酸氧化亞鐵硫桿菌能使污泥中Zn的去除率達(dá)99%,Cr為65%,Cu為74%,Pb為58%,Ni為84%,效果極為顯著。也有一些學(xué)者嘗試將其它菌種用于生物濾淋中,Mulligan等[33]從尾礦中分離出黑曲霉,其處理的最大溶出率Cu為68%,Zn為46%,Ni為34%。生物濾淋法去除污泥中重金屬的效率取決于微生物的活性和重金屬的種類(lèi)與形態(tài),因此實(shí)際應(yīng)用此法時(shí),不僅要控制好溫度、pH值、Eh值、生物的種類(lèi)與濃度,還應(yīng)考慮污泥的種類(lèi)、濃度和重金屬種類(lèi)等因素的影響,要取得顯著的處理效果,應(yīng)綜合考慮多種因素并嚴(yán)格控制其工藝條件。
3 方法的分析與討論
向污泥添加鈍化劑的方法雖然能實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的固定,但是污泥中重金屬的種類(lèi)繁多,不同的添加劑對(duì)不同種類(lèi)的重金屬處理效果不同,有的甚至?xí)鸱醋饔?,因而在添加劑的選擇方面較為困難。微波法在適宜的添加劑作用下對(duì)重金屬的穩(wěn)定效果更顯著,但實(shí)際中污泥處理量很大,微波法目前還局限于室內(nèi)試驗(yàn),其大規(guī)模的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。而且從污泥資源化利用角度來(lái)說(shuō),微波法處理過(guò)程中過(guò)高的溫度會(huì)降低污泥中的有機(jī)物含量,導(dǎo)致熱值降低,因此經(jīng)微波法處理重金屬后的污泥不適宜進(jìn)行焚燒處理。上述兩種方法屬于重金屬穩(wěn)定技術(shù),它能在一定時(shí)期一定程度上減輕重金屬的危害,但重金屬的形態(tài)會(huì)隨著時(shí)間的推移和環(huán)境條件的變化而改變,最終會(huì)顯現(xiàn)出不利影響,因而只能起到緩解作用,并不能從根本上降低重金屬的含量,因而只能起到緩解作用,并不能從根本上降低重金屬的含量,因而,重金屬的長(zhǎng)期穩(wěn)定性一直是眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者密切關(guān)注的問(wèn)題之一。
電動(dòng)修復(fù)技術(shù)在試驗(yàn)中有較好的效果,經(jīng)酸化處理后的污泥效果更顯著;但是該技術(shù)并不成熟,存在很多局限性,且成本較高,不適宜大規(guī)模推廣,因此需進(jìn)行基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面的深入研究?;瘜W(xué)淋濾法去除污泥重金屬的效果良好,然而酸化污泥需要消耗大量的化學(xué)試劑,且難以妥善處理高濃度的重金屬淋出液,因而此法費(fèi)用較高,實(shí)際操作復(fù)雜;對(duì)于重金屬處理后的污泥資源化利用而言,酸化處理在一定程度上會(huì)溶解污泥中的氮、磷等有機(jī)質(zhì),降低污泥的肥料價(jià)值,不利于污泥農(nóng)用。與化學(xué)淋濾法相比,生物淋濾法具有耗酸少、運(yùn)行成本低,實(shí)用性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是經(jīng)濟(jì)有效的重金屬去除方法;然而要使港式濾過(guò)程高效持續(xù)的運(yùn)行,亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題是找到適宜淋濾的生物菌種進(jìn)行大量培養(yǎng)。同時(shí),生物淋濾過(guò)程中的微生物在自然條件下往往不能起到去除重金屬的作用,其工藝條件要求較嚴(yán)格,例如硫桿菌是嚴(yán)格好氧的,只有在充分供氧的情況下才能有效地去除污泥中的重金屬。
與以上處理方法相比,從經(jīng)濟(jì)有效、易獲得的地質(zhì)材料中或利用自然界中的藻類(lèi)制取吸附劑來(lái)去除污泥中的重金屬,不僅吸附量大,成本低,而且對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染,藻類(lèi)吸附劑還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種重金屬聽(tīng)吸附,因而具有較為廣闊的發(fā)展前景。
4 結(jié)論
①綜上,利用吸附法處理污泥中的重金屬,無(wú)論從經(jīng)濟(jì)、效率和環(huán)境安全性方面都具有較好的前景。
?、谖勰嘀亟饘俚奶幚硎芏喾N因素的影響,應(yīng)綜合考慮各種因素,從而達(dá)到最優(yōu)的去除效果。同時(shí)由于重金屬種類(lèi)、形態(tài)的不同以及去除的復(fù)雜性,導(dǎo)致單一方法只能對(duì)污泥中的某幾種重金屬效果比較明顯,因此,不同方法的有效結(jié)合和聯(lián)用也是今后的發(fā)展趨勢(shì)之一。
?、劢窈髴?yīng)積極探索操作簡(jiǎn)單,成本較低,實(shí)用性強(qiáng),對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染,同時(shí)有利于污泥后續(xù)資源化利用的新型處理方法。此外,還要進(jìn)一步深入研究通過(guò)不同方法處理污泥重金屬后,污泥適宜何種方式的資源化利用問(wèn)題。最后,要想從根本上解決重金屬的處理問(wèn)題,還應(yīng)嚴(yán)格控制重金屬的污染源,如含有較多重金屬的工業(yè)廢水不能與城市污水混合處理等。
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作者簡(jiǎn)介: 陳萌(1989-) , 女, 河南潢川人, 碩士研究生, 主要從事泥水環(huán)境等方面的研究。
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