2.2.3電動修復法
電動技術最初于20世紀80年代應用在土壤重金屬的去除中,在城市污泥重金屬去除中的應用剛起步。電動修復法的去除效率與重金屬的形態有關,Akertche等[28]的研究表明污泥中重金屬的形態是影響重金屬遷移和電動修復效果的重要因素。kin等[29]通過現場實驗得出了類似的結論,表明電動過程對可交換態重金屬的去除率可達92.5%,而有機態和殘渣態重金屬的去除率分別為34.2%和19.8%。一些學者嘗試將酸化后的污泥進行電動修復試驗,Wang等[30]的研究表明經酸化后污泥中的重金屬去除率顯著提高,其中Zn、Cu和Ni的去除率高達90%以上,Cr的去除率達68%,As的去除率達31%,經電動修復技術處理后重金屬Zn,Cu,Ni,Cr和Pb的濃度均達到了美國環境保護部關于污泥農用的限制標準。袁華山等[31]研究了經HNO3酸化后脫水污泥在電動力作用下,Cd、Zn和Cu的去除率都有明顯的提高,分別比未酸化的污泥去除率增加11%、9%和6%。電動修復技術作為一門新型的綠色環保修復技術,去除效率高,特別是對酸化污泥效果更好,能同時去除幾種重金屬,從技術層面是可行的;但對于更深層次的遷移特性及運行成本等問題仍有待進一步研究。
2.2.4生物淋濾法
生物淋濾技術是利用自然界的微生物通過直接作用或其他代謝產物的間接作用,產生氧化、還原、絡合或溶解作用,將固相中的某些不溶性成分如重金屬分離浸提出來的一種技術,其中應用最廣泛的是氧化亞鐵硫桿菌與氧化硫硫桿菌。
Wong等[32]研究了在FeS2作用下,利用厭氧消化污泥分離出的嗜酸氧化亞鐵硫桿菌能使污泥中Zn的去除率達99%,Cr為65%,Cu為74%,Pb為58%,Ni為84%,效果極為顯著。也有一些學者嘗試將其它菌種用于生物濾淋中,Mulligan等[33]從尾礦中分離出黑曲霉,其處理的最大溶出率Cu為68%,Zn為46%,Ni為34%。生物濾淋法去除污泥中重金屬的效率取決于微生物的活性和重金屬的種類與形態,因此實際應用此法時,不僅要控制好溫度、pH值、Eh值、生物的種類與濃度,還應考慮污泥的種類、濃度和重金屬種類等因素的影響,要取得顯著的處理效果,應綜合考慮多種因素并嚴格控制其工藝條件。
3 方法的分析與討論
向污泥添加鈍化劑的方法雖然能實現對重金屬的固定,但是污泥中重金屬的種類繁多,不同的添加劑對不同種類的重金屬處理效果不同,有的甚至會起反作用,因而在添加劑的選擇方面較為困難。微波法在適宜的添加劑作用下對重金屬的穩定效果更顯著,但實際中污泥處理量很大,微波法目前還局限于室內試驗,其大規模的應用還有待進一步研究。而且從污泥資源化利用角度來說,微波法處理過程中過高的溫度會降低污泥中的有機物含量,導致熱值降低,因此經微波法處理重金屬后的污泥不適宜進行焚燒處理。上述兩種方法屬于重金屬穩定技術,它能在一定時期一定程度上減輕重金屬的危害,但重金屬的形態會隨著時間的推移和環境條件的變化而改變,最終會顯現出不利影響,因而只能起到緩解作用,并不能從根本上降低重金屬的含量,因而只能起到緩解作用,并不能從根本上降低重金屬的含量,因而,重金屬的長期穩定性一直是眾多國內外學者密切關注的問題之一。
電動修復技術在試驗中有較好的效果,經酸化處理后的污泥效果更顯著;但是該技術并不成熟,存在很多局限性,且成本較高,不適宜大規模推廣,因此需進行基礎理論和應用方面的深入研究。化學淋濾法去除污泥重金屬的效果良好,然而酸化污泥需要消耗大量的化學試劑,且難以妥善處理高濃度的重金屬淋出液,因而此法費用較高,實際操作復雜;對于重金屬處理后的污泥資源化利用而言,酸化處理在一定程度上會溶解污泥中的氮、磷等有機質,降低污泥的肥料價值,不利于污泥農用。與化學淋濾法相比,生物淋濾法具有耗酸少、運行成本低,實用性較強等優點,是經濟有效的重金屬去除方法;然而要使港式濾過程高效持續的運行,亟待解決的關鍵問題是找到適宜淋濾的生物菌種進行大量培養。同時,生物淋濾過程中的微生物在自然條件下往往不能起到去除重金屬的作用,其工藝條件要求較嚴格,例如硫桿菌是嚴格好氧的,只有在充分供氧的情況下才能有效地去除污泥中的重金屬。
與以上處理方法相比,從經濟有效、易獲得的地質材料中或利用自然界中的藻類制取吸附劑來去除污泥中的重金屬,不僅吸附量大,成本低,而且對環境無二次污染,藻類吸附劑還可同時實現對多種重金屬聽吸附,因而具有較為廣闊的發展前景。
4 結論
①綜上,利用吸附法處理污泥中的重金屬,無論從經濟、效率和環境安全性方面都具有較好的前景。
②污泥重金屬的處理受多種因素的影響,應綜合考慮各種因素,從而達到最優的去除效果。同時由于重金屬種類、形態的不同以及去除的復雜性,導致單一方法只能對污泥中的某幾種重金屬效果比較明顯,因此,不同方法的有效結合和聯用也是今后的發展趨勢之一。
③今后應積極探索操作簡單,成本較低,實用性強,對環境無二次污染,同時有利于污泥后續資源化利用的新型處理方法。此外,還要進一步深入研究通過不同方法處理污泥重金屬后,污泥適宜何種方式的資源化利用問題。最后,要想從根本上解決重金屬的處理問題,還應嚴格控制重金屬的污染源,如含有較多重金屬的工業廢水不能與城市污水混合處理等。
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作者簡介: 陳萌(1989-) , 女, 河南潢川人, 碩士研究生, 主要從事泥水環境等方面的研究。
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