污泥灰微晶玻璃中重金属的浸出特性研究.pdf

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1、第13卷第4期安全与环境学报Vo1．13No．42013年8月JournalofSafetyandEnvironmentAug．，2013文章编号：1009—6094(2013)04．0071—04属的浸出毒性，分析重金属在不同环境条件下的浸出效果，并从重金属形态分析着手初步讨论污泥灰微晶玻璃中重金属的污泥灰微晶玻璃中重金属的固化原理，以期为污泥灰在微晶玻璃生产中的应用提供基础浸出特性研究数据。1材料与方法余丽一，樊涌．一，苍大强，一，刘晓明，。(1北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083；1．1原料2北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；1)污泥灰

2、：试验用污泥取自北京市某污水处理厂经脱水、2北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)干化处理后的剩余污泥。为得到污泥灰并便于后续试验的顺利进行，在污泥中人工添加重金属并将其在700oC下热解。摘要：针对污泥热解产物污泥灰的处理处置及重金属污染问题，将热解后污泥灰化学成分见表1，重金属质量比见表2。其制备成微晶玻璃材料，在实现污泥灰资源化利用的同时，使重金属2)高炉渣的化学成分见表3。得以固化。结果表明，利用污泥灰制备微晶玻璃是其资源化利用的有3)添加剂为sio，，分析纯。效途径。微晶玻璃中重金属的浸出质量浓度满足《浸出毒性鉴别标1．2仪器和药品准》。浸出时间、液固比和p

3、H等均对污泥灰微晶玻璃中重金属的浸主要试验仪器：KL一1I高温MoSi，双体炉，天津市硅酸盐出量有一定影响，重金属的浸出量总体上随浸出时间和液固比的增加研究所；HZQ—F160全温度振荡培养箱，太仓市华美生化仪器呈上升趋势，随pH的增大呈下降趋势，但其最大浸出量均远低于固厂；OPTIMA一7000DV电感耦合等离子体发射光谱仪，美国珀体废物浸出毒性浸出标准限值。污泥灰微晶玻璃中重金属大多以稳金埃尔默仪器有限公司。定态存在是重金属得以有效固化的重要原因。主要药品及试剂：二氧化硅、过氧化氢、氯化镁、无水乙酸关键词：环境工程学；污泥灰；重金属；浸出；微晶玻璃；固化钠、冰乙酸、盐酸羟胺、

4、乙酸铵，分析纯；盐酸、硝酸，优级纯。中图分类号：X703．1文献标识码：A1．3试验方法DOI：10．3969／j．issn．1009-6094．2013．04．016-采用CJ221-2005(城市污水处理厂污泥检验方法》规定O引置的HNO，一}{20一HC1消解法对污泥灰进行常压消解，测定重随着我国城市规模的不断扩大以及相关环境标准的13趋金属总量；采用HJ557-2009(固体废物浸出毒性浸出方法一水平振荡法》进行重金属的浸出毒性试验；采用Tessier等l8提严格，城市污水处理厂的数量和规模不断增大，污水处理率也出的连续提取法进行重金属化学形态分析；重金属质量浓度在不断提

5、高。截止2010年年底，我国投运的城镇污水处理设施共2739座，总设计处理能力达1．25亿m／日，平均处理水采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)测定；微晶玻璃的性量0．96亿m／13，其中2010年新增城市污水处理能力1900能采用JC／T872-2002(建筑装饰用微晶玻璃》规定的性能测试方法进行测试。万m／日。城市污水处理率由2005年的52％提高到75％以上⋯。但是，伴随着城市污水处理厂数量和规模的不断增大2结果与讨论以及污水处理率的不断提高，我国城市污泥的产量与13俱增。2．1污泥灰微晶玻璃制备根据上海排水处统计数据计算，污水处理厂产生的污泥量约根据原料的化学成分分析

6、，采用FactSage软件建立广义占处理水量的0．647％(含水率97％)J。若按此比例计算，的三元相图，设计污泥灰微晶玻璃配方，确定各原料的混合比我国城市污泥的平均产量为62万m／日。由于污泥成分复例。根据配方将污泥灰、高炉渣、添加剂si()2，按46．6％、杂，还含有重金属、病原微生物及有毒有机化合物等多种有害45．9％、7．5％的比例混合，于1570℃下在高温MoSi2双体炉物质，若不对其进行妥善处理必会对环境产生二次污染。内熔融30min，水淬得到玻璃颗粒，烘干、磨细、过筛，装模，在污泥热解由于具有减容减重率高、处理速度快等优点，被马弗炉内以一定的升温速率，在一定温度下烧

7、结得到微晶玻广泛关注和应用_3J。然而，在污泥热解过程中，污泥中的大部分重金属转移到热解产物污泥灰中，又成为环境污染的源头。表1污泥灰的化学成分％如何恰当地处理污泥灰成为研究的热点。微晶玻璃作为一种Table1Chemicalcompositionofsewagesludgeresidue新型的高附加值材料已成为污泥灰资源化利用的新途CaOSiO2A1203MgOSO3Fe2OsTiO2K20Na20P205径I。j。本文基于前人的研究成果，针对污泥灰的处理处置8234165】2