50m3/d地埋式一體化污水處理設(shè)備

地埋式一體化污水處理設(shè)備恒新環(huán)保公司生產(chǎn)已經(jīng)十余年了，在處理生活污水、醫(yī)院污水、食品加工廢水等方面有著十分成熟的技術(shù)。

公司承諾，只要采購(gòu)本公司的設(shè)備：送貨上門、看現(xiàn)場(chǎng)、出施工圖紙、設(shè)備質(zhì)量保證壽命在15年以上、保證出水達(dá)標(biāo)。

按萃取液與污泥干重比12 L ∶1 kg加入不同類型的萃取劑溶液(表1),萃取污泥中生物可利用態(tài)重金屬[15].樣品溶液充分搖勻后將離心管放置于回旋式振蕩器,轉(zhuǎn)速為230 r ·min-1,振蕩5h,離心分離后,用0.45μm濾膜過(guò)濾萃取液到PE小瓶,采用原子吸收光譜法(AAS,福立AA1700)測(cè)定萃取液中重金屬的濃度,以干重計(jì)算污泥中重金屬生物可利用態(tài)含量.每個(gè)樣品平行萃取3次.

污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥,是多種菌膠團(tuán)與其吸附的有機(jī)和無(wú)機(jī)物組成的集合體.隨著我國(guó)城市污水處理率的不斷提高,污泥的產(chǎn)量也隨之不斷增大. 到2010年底,全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理量有343億m3,每年產(chǎn)出的脫水污泥接近2200萬(wàn)t,其中有80%未得到處理.大量來(lái)自生活和工業(yè)生產(chǎn)的重金屬在污水處理過(guò)程中,50%～80%以上會(huì)通過(guò)吸附或沉淀而轉(zhuǎn)移濃縮到污泥中.

由于污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分元素,污泥種植利用成為一種具成本效益的處置方法.然而,污泥在種植利用過(guò)程中,可遷移重金屬會(huì)釋放進(jìn)入生態(tài)環(huán)境，重金屬生物可利用部分會(huì)被植物吸收利用,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害風(fēng)險(xiǎn).而且,由于污泥長(zhǎng)期暴露在環(huán)境中,重金屬元素的不穩(wěn)定形態(tài)(如可遷移的酸溶態(tài)、 還原態(tài)、 氧化態(tài)等)會(huì)逐漸釋放進(jìn)入環(huán)境介質(zhì),致使重金屬在污泥作為種植泥質(zhì)利用時(shí)會(huì)產(chǎn)生生態(tài)危害風(fēng)險(xiǎn).污泥中重金屬的生物可利用性、 存在形態(tài)及其生態(tài)危害風(fēng)險(xiǎn)程度限制其大規(guī)模土地利用.

　　為了降低污泥利用時(shí)有害重金屬的影響,目前常采用有機(jī)酸和螯合劑EDTA等對(duì)污泥重金屬進(jìn)行化學(xué)淋洗去除 .化學(xué)淋洗雖然能將污泥中生物可利用態(tài)或可遷移態(tài)除去,但污泥在種植利用過(guò)程中仍會(huì)存在浸出毒性風(fēng)險(xiǎn),危害生態(tài)環(huán)境.因此，本研究針對(duì)廣州市不同類型城市污水處理污泥，考察了污泥中重金屬含量、 存在形態(tài)及其潛在生態(tài)危害風(fēng)險(xiǎn); 分析了污泥中重金屬生物可利用態(tài)去除前后重金屬浸出毒性風(fēng)險(xiǎn)的變化，以期為城市污水處理污泥的無(wú)害化處置和資源化利用提供了科學(xué)依據(jù).

　　1 材料與方法

　　1.1 污泥樣品的采集與預(yù)處理

　　污泥樣品采自廣州4種不同類型的污水處理所產(chǎn)生的污泥,包括生活污水處理污泥(LDW)、 化工廢水處理污泥(NSW),電鍍廢水處理污泥(DDW)和造紙廢水處理污泥(ZZW),這些污泥目前處置方式除LDW做建筑材料外,其它污泥皆是填埋. 

　　1.2 污泥理化性質(zhì)測(cè)定

　　分別采用烘干法、電位法、 外加熱容量法、乙酸銨法、開氏法和鉬銻抗比色法測(cè)定采集的污泥和萃取過(guò)的污泥樣品的含水率、pH值、有機(jī)質(zhì)(OM)、陽(yáng)離子交換量(CEC)、總氮(TN)、總磷(TP)和總鉀(TK)含量[9].

　　1.3 污泥中重金屬總量測(cè)定

　　分別稱取0.5000 g干污泥樣品置于50 mL的玻璃消解管中,加入10 mL的HNO3浸泡過(guò)夜,再加入0.5 mL高氯酸,在石墨消解儀上130℃加熱消解至溶液剩余2~3 mL時(shí),將溶液倒入容量瓶中,用去離子水定容至刻度線.取部分消解液加入鹽酸羥胺,直到溶液反應(yīng)平衡.將兩種消解液同時(shí)采用微波等離子體發(fā)射光譜(MP-AES,配MSIS系統(tǒng),Agilent MP 4100)測(cè)定污泥中重金屬(As、 Hg、 Cd、 Cr、 Cu、 Pb、 Ni和Zn)含量.每個(gè)樣品平行消解3份,同時(shí)帶流程空白.實(shí)驗(yàn)用酸皆為優(yōu)級(jí)純,水為超純水.分析過(guò)程中用土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07401和GBW07406進(jìn)行質(zhì)量控制,其分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值差異小于10%.

　　1.4 污泥中重金屬生態(tài)危害風(fēng)險(xiǎn)

　　重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的毒性依賴于其遷移行為和被吸收利用程度[10],而重金屬的遷移能力和生物可利用性分別由重金屬的賦存形態(tài)和生物可利用性大小決定[11, 12]. 因此本研究從重金屬的遷移風(fēng)險(xiǎn)和生物可利用性風(fēng)險(xiǎn)兩方面評(píng)估污泥中重金屬的生態(tài)危害風(fēng)險(xiǎn).

　　1.5 污泥中重金屬的賦存形態(tài)特征

　　污泥中重金屬形態(tài)采用歐共體標(biāo)準(zhǔn)化局提出的BCR法[11]分析.BCR程序?qū)⒅亟饘夙樞蛱崛?種形態(tài),分別為酸溶態(tài)(F1,主要為可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài))：采用0.11 mol ·L-1乙酸按樣液比1(g) ∶40 (mL)室溫下振蕩萃取16h; 還原態(tài)(F2,鐵錳氧化物結(jié)合態(tài))：采用0.1 mol ·L-1 NH2 OH ·HCl(pH=2.0)溶液按樣/液=1/40室溫下振蕩萃取16h; 氧化態(tài)(F3,有機(jī)質(zhì)與硫化物結(jié)合態(tài))：先用8.8 mol·L-1 H2 O2(pH=2.5)按樣液比1/20在85℃水浴2h,之后用1 mol ·L-1 NH4Ac(pH=2.0)按樣液比1/50室溫下振蕩萃取16 h; 殘?jiān)鼞B(tài) (F4)：按總量分析消解法處理.稱取適量的濕污泥樣品于100 mL的PE離心管中,采用上述BCR法萃取操作連續(xù)提取污泥中重金屬各形態(tài),離心后上清液用0.45 μm濾膜過(guò)濾.每步殘?jiān)肈DW離心清洗后進(jìn)行下一步萃取.MP-AES測(cè)定上清液中Cu、 Cr、 Pb 和Zn.各形態(tài)含量以濕沉積物含水率校正. 每個(gè)樣品平行萃取3次.

　　污泥中可遷移重金屬部分包括溶液中水合重金屬離子、 在固相上專性吸附重金屬離子及與碳酸鹽礦物共沉淀金屬離子,即為重金屬酸溶態(tài),這部分重金屬可被0.11 mol ·L-1的HOAc完全萃取出來(lái)[13].因此污泥中重金屬酸溶態(tài)大小決定其中重金屬的遷移風(fēng)險(xiǎn)程度.

　　1.6 污泥中重金屬生物可利用態(tài)萃取

　　土壤中金屬元素生物可利用態(tài)的提取劑大致有三類：以無(wú)機(jī)鹽為主的提取劑,使用濃度較大,在性質(zhì)上代表了金屬元素的陽(yáng)離子可代換部分; 弱酸類，在性質(zhì)上模擬了植物根系有機(jī)酸分泌所造成的微酸性環(huán)境; 有機(jī)絡(luò)合物,使用濃度較低,在性質(zhì)上模擬了植物根系有機(jī)酸分泌物對(duì)金屬元素吸附的部分[12, 14].稱取采集的污泥濕樣各6g于50mL的離心管中。

2012年兩次從污泥處置車間各采集脫水后濕污泥樣,混勻后用聚乙烯袋封口保存.形態(tài)和浸出毒性分析之前放在冰箱中4℃保存.取部分污泥樣品置于陰涼、 通風(fēng)處晾干,用玻璃棒壓散,于烘箱中(100 ± 5)℃干燥4 h后,用四分法多次篩選后取30g污泥樣品,用瑪瑙研缽磨至樣品全部通過(guò)150μm (100目)尼龍篩,裝入密封袋備用.