市政污泥中汞的淋溶实验研究

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市政污泥的处理处置是当前社会关注的焦点问题之一。填埋是我国当前市政污泥的主要处置方式。目前国内外对污泥填埋过程中汞的研究很少,其转化过程和释放机理尚不清楚。本文以焦作市某污水处理厂的剩余污泥为研究对象开展填埋实验,模拟不同pH值的雨水淋溶条件,研究填埋过程中汞的形态转化与释放规律。主要实验研究结果如下:(1)在pH=6.5、pH=2.9的模拟雨水作用下,污泥中汞的溶出十分明显,污泥中添加氧化钙进行调理可有效降低汞的溶出。未经调理污泥淋出液中总汞的起始浓度分别为883.74 ng·L-1、1152.78 ng·L-1,在淋溶初期迅速降低,随着淋溶时间增加,淋出浓度缓慢降低最终趋于稳定;调理后污泥淋出液中总汞的起始浓度分别为198.96 ng·L-1、159.66 ng·L-1,随淋溶时间增加,呈先降低后升高再降低,最终趋于稳定的趋势。(2)在pH=6.5、pH=2.9的模拟雨水作用下,未经调理污泥淋出液中甲基汞的浓度范围分别是1.44~25.30 ng·L-1、1.21~29.87ng·L-1,调理后污泥淋出液中甲基汞的浓度范围分别是1.73~25.93 ng·L-1、3.33~12.45 ng·L-1。未经调理污泥在较低pH值的淋溶液作用下,Me Hg的最大淋出浓度更高,而调理后污泥淋出液中呈现相反的结果。(3)未经调理污泥、调理后污泥中的THg、Me Hg在两种模拟雨水作用下,其THg、Me Hg的累积释放量随淋溶时间延长而不断增加,THg和Me Hg累积释放量与淋溶时间的关系可用抛物线方程进行描述。并计算Me Hg在淋溶过程中的质量流量可知淋溶后污泥中Me Hg的含量高于淋溶前,由此推断污泥在淋溶过程中发生了甲基化。(4)在模拟雨水作用下,未经调理污泥其淋出液pH值为弱碱性,并随着淋溶时间增加而增大,达到最高值后又缓慢降低,最终趋于稳定;调理后污泥其淋出液pH值呈强碱性,随淋溶时间增加而逐渐降低,最终渐趋平稳。两种污泥的淋出液中SS浓度、DOC浓度在淋溶初期较高,随着淋溶过程进行,浓度迅速下降,随后小范围浮动,最终达到一个稳定的浓度水平。污泥淋出液中的溶解性有机物(DOM)包含2个类蛋白组分和2个类腐殖质组分,分别为类色氨酸、类络氨酸、类富里酸、胡敏酸,淋出液中DOM随着淋溶时间增加,类蛋白物质含量减少,类腐殖质含量增加。污泥在淋溶过程中,各种物质的淋失是同时进行的且会发生相互作用,pH、DOC、SS、DOM均会对污泥中汞的淋出产生一定影响。
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