电动力技术除去污泥中重金属的试验研究

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1、硕士学位论文电动力技术除去污泥中重金属的试验研究ExperimentalStudyonElectroKineticTechnologytoRemoveHeavyMetalsinSludge作者：刘婷婷导师：李燕副教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号X53学校代码10290UDC502密级公开中国矿业大学硕士学位论文电动力技术除去污泥中重金属的试验研究ExperimentalStudyonElectroKineticTechnologytoRemoveHeavyMetalsinSludge作者刘婷婷导师李燕申请学位工学硕士培养单位环境与测绘学院学科专业环境工程研究方向水污染

2、控制答辩委员会主席评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生刘婷婷在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日IV致谢岁月如梭，如歌。转眼间，三年的研究生求学生活即将结束，站在毕业的门槛上，回首往昔，奋斗和辛劳成为丝丝的记忆，甜美与欢笑也都尘埃落定。中国矿业大学以其优良的学习风气、严谨的科研氛围教我求学，以其博大包容的情怀胸襟、浪漫充实的校园生活育我成人。值此毕业论文完成之际，我

3、谨向所有关心、爱护、帮助我的人们表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿。本论文是在导师李燕副教授的悉心指导之下完成的。三年来，导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。导师不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却赋予我终生受益无穷之道。本论文从选题到完成，几易其稿，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血，在此我向我的导师李燕副教授表示深切的谢意与祝福!本论文的完成也离不开其他各位老师、同学和朋友的关心与帮助。在此也要感谢张雁秋等各位老师在论文开题、初稿、期间所提出的宝贵意见，还要感谢同门的师兄

4、师姐师弟师妹们，翟缘，邹立钟，刘建业，乔椋等在科研过程中给我以许多鼓励和帮助。回想整个论文的写作过程，虽有不易，却让我除却浮躁，经历了思考和启示，也更加深切地体会了工科的精髓和意义，因此倍感珍惜。还要感谢父母在我求学生涯中给与我无微不至的关怀和照顾，一如既往地支持我、鼓励我。同时，还要感谢孔姗同学、韩小妹同学、黄海虹同学、张明杰同学三年来对我的包容和帮助，愿友谊长存!摘要剩余污泥的土地利用是目前处理处置污泥的方法中最适合中国国情的一种方法。剩余污泥在土地利用中，本身含有的有毒重金属会对土壤，地下水造成二次污染，通过食物链则会对动植物造成伤害，另一方面污泥中含有大量的矿物元素(

5、氮，磷，钾等)和有机物，这些矿物元素和有机物可以使土壤有肥力，农作物多产。所以去除剩余污泥中的重金属就变得十分有意义。本实验以徐州国祯污水处理厂的剩余污泥为研究对象，在不同的电解质，阴极液种类，阴极液pH，电压梯度，电解时间的条件下，测定实验过程中电流的大小及变化，pH值大小，各区域金属含量，金属去除率以确定实验的最优条件。实验显示，实验过程中的电流变化趋势都是实验一开始迅速升高，达到峰值，然后缓慢下降至于稳定，pH值从阳极向阴极逐渐增大，电解结束后金属Cu富集在阴极附近，Cr(Ⅵ)在阳极附近富集。在其他条件相同的情况下，添加电解质为磷酸二氢钾时，金属的去除率最高，Cu的平均

6、去除率为84.80%，总Cr的去除率为38.80%，Cr(Ⅵ)的去除率为90.86%，阴极液添加缓冲液为醋酸，且维持阴极液的pH为7.5时，金属的去除率最高，Cu的平均去除率为77.15%.，总Cr的去除率为50.80%。电压梯度为2V/cm时，金属的去除率最高，Cu的平均去除率为83.60%，总Cr的去除率为60.94%。电解时间为60小时，金属的去除率最高，Cu的平均去除率为83.60%，总Cr的去除率为60.94%。由此得出最优电解条件为添加电解液为KH2PO4,阴极加入醋酸-醋酸钠缓冲液，维持pH值为7.5，电压梯度为2V/cm,通电时间为60h时。由实验中测的pH值

7、的变化得出，越靠近阳极的区域,pH越低，有利于金属的解析，然后对实验进行了改进，电解30h后移动阳极，缩短阴极和阳极之间的距离，保持电解液，阴极液种类和pH值，电压梯度不变，再电解30h，结果表明Cu的去除率与固定阳极时提高了10%，Zn的去除率提高了24%。由实验得出，在一定范围内，随着施加的电压梯度越大，金属的去除率越高，但是电压梯度过大，容易发生极化现象，氢析出电压反应了产生极化现象时的电压大小，在阴极液中添加有机物庚烷和环己烷后，氢析出电压发生了改变，从1.42v/cm变为0.667v/cm，以