Page 326 - 《环境工程技术学报》2023年第1期
P. 326

· 322 ·                                 环境工程技术学报                                         第 13 卷

            酸复合处理污泥时，         以  2:1（体积比）配比时处理效果                   顾祝禹等    [50 ]  考察了电化学方法处理污泥         时  Pb、
            最好，对    除  C 外的其他重金属均有较好的去除效                       Cr、Cu、N 的迁移转化，结果表明随电压的增加，重
                                                                       i
                        u
            果，但谷氨酸与柠檬酸复合对污泥中重金属进行处                             金属的去除率呈上升趋势，当电压达                 到  35  V  时，重
            理的效果弱于谷氨酸单独处理，这可能是因                     为  2 种     金属的整体去除效果最好（去除率均超                  过  50%），主
            有机酸对重金属的络合存在竞争所致；混合酸处理                             要是因为较高电压使污泥中带电粒子的推动力增
            后  Cd 、Cu 、Pb 、Z 的 残 渣 态 含 量 均 增 加 ，C 和            加，重金属阳离子在阴极析出，导致污泥中氧化基团
                             n
                                                      d
            C 的弱酸提取态含量减少；             而  N 的残渣态含量减             浓度增加，有利于电催化氧化的进行；                除  C 和  P 的
                                                                                                         b
                                                                                                    u
              u
                                          i
            少，弱酸提取态和可氧化态含量增加。                                  弱酸提取态含量小幅上升外，Pb、Cd、Cu、N 的各形
                                                                                                     i
             3.3 高级氧化方法                                        态含量均明显下降。孙寿联等              [51 ]  分析了污泥中重金
                高级氧化过程生成的羟基自由基具备很强的氧                           属在不同电压梯度下的迁移转化，结果表明电化学
            化能力，可氧化降        解  EPS、破坏污泥结构和微生物细                 氧化作用下重金属由固相到液相的迁移程度较小；
                [43]
            胞壁 。                                               C 的残渣态和可还原态含量增加，可能是由于电化
                                                                u
                                                                                                 u
             3.3.1 臭氧氧化                                        学作用产生了氧化性较强的基团，               使  C 由可氧化态
                                                                                             i
                Zhan 等  [43 ]  发现臭氧处理后污泥中大部分弱酸                 向残渣态和可还原态转化；Zn、N 的弱酸提取态含
                     g
            提取态重金属含量增加，Cu、Pb、Cr、C 的可还原态                        量增加，同时可还原态含量呈下降趋势，可能是由于
                                              d
                                                                                   i
            含量也呈上升趋势，同          时  Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、C 和          部分可还原态      的  Zn、N 在电化学处理过程中受到激
                                                       d
            M 的可氧化态含量均减少，这可能是因为臭氧将污                            发转化为弱酸提取态。
              n
            泥中大分子有机物氧化，导致与其结合的重金属溶出，
                                                                4 结语
            而部分溶出的重金属又被铁锰氧化物重新吸附 。
                                                       [44]
             3.3.2 Fento 氧化                                        （1）城市污泥中不同种类的重金属化学形态分
                       n
                有研究者     [45-46 ]  探究 了  Fento 处理对重金属迁移        布有一定差别，不同方式处理过程中重金属形态分
                                        n
                                                                                               S
            转化的影响，发现低投加           量  H O 会  使  Cr、As、P 的       布的变化与污泥自身物化特性、EP 分解、细胞破
                                        2
                                                       b
                                      2
            残渣态含量呈小幅上升趋势，高投加量                    的  H O 会      裂、有机大分子水解及重金属自身物化性质均有一
                                                       2
                                                     2
            使  Zn、Cr、Mn、Ni、As、P 的不稳定态含量上升、稳                    定的关联，因此在污泥处理处置过程中，对重金属的
                                   b
            定态含量下降，出现这种现象的原因可能                    是  Fenton    环境风险和控制的研究需关注其化学形态的变化。
            反应表现出的强氧化性使可氧化态和残渣态重金属                                 （2）当前对污泥中重金属的研究大都停留在探
            转 化 为 其 他 形 态 ， 或 者    Fento 反 应 将 污 泥 中的          究其在固液相之间的迁移或不稳定态与稳定态之间
                                        n
            EP 破坏    [47] ，使不稳定态的重金属加速溶出。徐大                    的相互转化，对于重金属迁移转化的潜在机理研究
               S
            勇等   [48 ]  探究 了  Fento 氧化的不同操作参数对污泥               仍不够深入。此外，重金属在城市污泥中的化学形
                               n
            重金属形态变化的影响，结果表明温度对重金属形                             态分布也是影响其去除效果的关键因素之一。
            态变化影响较大，        且  Fento 氧化会降低重金属的残                    （3）城市污泥成分复杂、稳定性差，其中的重金
                                    n
            渣态和可氧化态含量，提高弱酸提取态含量，从而促                            属在污泥处理处置过程中的迁移转化对其环境风险
            使重金属由固相向液相中迁移；产生上述变化的原                             影响较为显著，重金属的有效去除技术尚不成熟，难
            因可能是可氧化态主要由有机结合态和硫化物结合                             以实现各种重金属或各形态重金属的高效去除，在
            态组成，而有机物和硫化物又可以被羟基自由基有                             适宜条件下重金属的稳定性可得到有效提升，但其
            效地氧化，最终导致重金属被溶出，溶出的重金属又                            潜在的环境风险仍存在；污泥中的重金属主要来自
            会被未破解      的  EP 吸附，导致弱酸提取态重金属含                    于进厂污水，通过管网改造提升、综合环境治理和相
                            S
            量增加。                                               关法制体系的建立等手段控制进厂污水中重金属浓
             3.4 电化学方法                                         度才是解决污泥中重金属问题的根本方法。
                电化学方法是指通过外加电源在极板之间产生
            电场，将大分子有机物分解为可溶性的小分子物质                             参考文献
            或者将有机物矿化，破坏污泥絮体和污泥中微生物                            ［  1  ］   王磊, 香宝, 苏本营, 等.城市污泥应用于我国北方沙地生态修
            的细胞结构的方法         [49] 。该处理方式使重金属离子或                     复的探讨[J]. 环境工程技术学报，2016，6（5）：484-492.
                                                                    WANG L, XIANG B, SU B Y, et al. Application of urban sludge
            吸附重金属的颗粒发生电迁移、扩散、电泳、电解等
                                                                    in  restoration  of  sandy-land  in  north  of  China:  a  viewpoint[J].
            反应，造成重金属的迁移转化。                                          Journal of Environmental Engineering Technology，2016，6（5）：
   321   322   323   324   325   326   327   328   329   330   331