污水处理过程中产生的污泥得不到有效处理处置将产生严重的危害,对污泥进行安全有效的处理处置成为污泥处理处置的热点问题。污泥中含有大量的氮、磷、钾和有机质等营养物质可以进行资源化利用,而污泥中含有的重金属严重制约其资源化利用。本研究针对污泥中重金属含量超标限制其资源化利用这一问题,开展以生物表面活性去除污泥中重金属效能影响因素研究,探究重金属去除效能及动力学释放规律;研究生物表面活性剂耦合电动力去除污泥中重金属,分析了重金属迁移行为及归趋途径;通过分析重金属化学形态变化规律、态风险分析、稳定性、浸出毒性及营养物质变化,为污泥重金属去除及资源化利用提供可靠的技术支撑。通过研究鼠李糖脂、皂苷、槐糖脂对污泥中重金属去除效能影响因素的基础上,优化了最优处理效能条件下的生物表面活性剂浓度、反应时间、液固比,采用准一级动力学方程及准二级动力学方程对污泥中重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn的解吸数据进行拟合。研究结果表明:污泥中各重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn的去除效能随浓度、反应时间、液固比增加而增加,皂苷对污泥中重金属去除效能最佳;采用响应曲面法优化皂苷对污泥重金属去除的最佳参数为:皂苷浓度为6.0 g/L、反应时间为30 h、液固比为35。污泥中重金属解吸动力学规律更符合准二级动力学模型,污泥中各重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn的准二级动力学拟合相关系数分别为0.9990、0.9989、0.9993、0.9991、0.9986、0.9965。围绕以鼠李糖脂、皂苷、槐糖脂对污泥中Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn去除效能研究的基础上。利用三种生物表面活性剂耦合电动力对污泥中重金属去除的影响,分析了不同电动力处理条件下电极液变化规律、污泥特征变化规律、污泥中重金属迁移行为及重金属归趋途径。研究结果表明:不同电动力处理条件下,阳极液电导率范围为:600-1000μS/cm,阴极液电导率范围为:800-1000μS/cm;阳极室附近的污泥pH值维持在2.0-6.0之间;采用硝酸作为阴极电极液的阴极室附近的污泥pH值维持在7.0左右;鼠李糖脂强化电动力去除污泥重金属去除效率最佳,Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn的去除率分别为:55.8±5.46%、73.8±6.23%、64.0±5.11%、51.6±5.32%、60.8±2.12%、56.0±3.21%;重金属归趋分析表明:收集电极液和修复室污泥中各重金属总量占较大比例,收集电极液中各重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn总量占比分别为:58.63%、71.34%、63.04%、52.95%、61.74%、56.24%;污泥中各重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn总量占比分别为:38.02%、26.20%、32.56%、42.69%、36.34%、42.35%。分析了生物表面活性剂、生物表面活性剂耦合电动力对污泥中重金属化学形态、生态风险、稳定性、浸出毒性及营养物质的影响。研究结果表明:采用生物表面活性剂耦合电动力有利于污泥中重金属的可交换态转化成离子态、可氧化态转化成可还原态、重金属残渣态比例增高,经过处理后有利于污泥重金属的稳定。鼠李糖脂耦合电动力条件下,污泥中各重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn的潜在危害系数(E_r~i值)分别为:175.774、3.363、2.976、5.775、15.601、0.800,重金属综合生态风险指数(RI值)为204.289,各重金属生态风险等级分别为:Cu-很强污染;Zn-轻度污染;Cr-轻度污染;Pb-轻度污染;Ni-轻度污染;Mn-轻度污染;复合重金属的生态风险等级为中度污染等级,经过处理后污泥中重金属污染等级均有不同程度的下降;鼠李糖脂耦合电动力条件下重金属浸出率最低,Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn的浸出率分别为:2.01%、1.85%、5.04%、5.21%、6.22%、2.95%;经过电动力处理后污泥中有机质、总氮、总磷含量分别为240.82±3.45 g/kg、11.84±2.34 g/kg、19.70±2.11 g/kg,处理后的污泥仍然具有较高的植物性营养成分,具有较大的土地利用价值。