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随着中国经济的飞速发展和城镇化进程的不断加快,我国城市污泥的产量也迅猛增加。城市污水中部分工业废水的汇入,导致城市污泥中积累了一定量的重金属,如果不对污泥中重金属进行去除或回收,不仅将严重影响着污泥农用、堆肥、焚烧、填埋等后续处置方法的应用,还会造成金属资源的极大浪费和经济损失。本文着眼于未来工业应用,采用自行研发设计的双层双阳极装置,利用乙二胺作为整合剂来强化去除和回收城市污泥中的重金属,并对阴极沉淀产物进行表征,以期探索工业上可行的城市污泥重金属的去除和回收技术。(1)在综合分析研究现状、了解已有电解装置局限的基础上,自行设计制作了双层双阳极电动试验装置,新装置能显著提高污泥中重金属的去除效率,且单次处理量大。预试验表明,新装置的污泥处理量由原来的2.5L提升到了 9L;Cu的去除率由原来的67.64%上升到了 76.02%,Pb的去除率由原来的57.79%上升到了 60.23%,Zn的去除率由原来的87.51%上升到了 89.13%。(2)电动去除和回收城市污泥中重金属的试验表明,综合考虑去除效果和经济效益,本试验确定的最佳电流密度为1.2nmA/cm2。三组试验中,Zn、Cu的最终去除率随电流密度的增加而增大,而Pb、Cr的去除率却随着电流密度的增加先减小后增加。(3)乙二胺协同电动去除和回收城市污泥中重金属的试验表明:1)乙二胺的添加可以强化污泥中各重金属的捕集和去除效果。2)乙二胺与污泥的体积比(V乙二胺/V污泥)为0.06时为最佳电流密度(1.2 mA/cm2)下的最佳添加比。3)在电解过程中Cu、Pb、Cr三种含量较小的重金属之间并不存在相互竞争关系,或者不存在明显的竞争关系,三种金属与Zn存在一定的竞争关系。(4)阴极沉淀产物的表征结果显示,混合物中主要含有Zn、Fe、Cu、Cr、Na、Ca、K、Mg、Pb等9种金属元素和Si、Cl、S等3种非金属元素,且含量大小依次为Zn>Fe>Cu>Cr>Na>Ca>K>Si>Mg>Pb>Cl>S。烘干后的阴极沉淀中最可能含有 ZnO、ZnS、CuS、CuO、PbS、PbO2和KxCrO2 等物质,其中 Zn 可能主要以ZnO和ZnS的形式存在,Cu可能主要以CuO和CuS的形式存在,Cr可能主要以KxCrO2的形式存在,而Pb可能主要以PbS和PbO2的形式存在。