污泥制砖过程的重金属固化与废气控制研究
污泥堆肥过程中重金属形态变化的研究的开题报告
污泥堆肥过程中重金属形态变化的研究的开题报告一、研究背景肥料是农业生产的重要元素，而有机肥料作为一种重要的肥料类型，由于具有生物活性高、适用性广、资源利用率高等特点，被越来越多的人们所关注。
其中，污泥堆肥作为一种有机肥料的生产方式，具有价格低廉、生产效率高等优点，受到越来越多的农业生产者和专家学者的关注和研究。
然而，污泥堆肥的过程中，重金属元素的存在和形态变化是一个需要深入研究的问题。
二、研究意义在近年来，由于全球环境污染问题的日益严重，重金属元素在自然界中的含量也不断上升，同时对人类健康和环境产生了严重的危害。
因此，研究重金属元素在污泥堆肥过程中的形态变化，了解重金属的迁移、转化和归宿，对于制定科学的环境保护政策和更好地利用污泥资源有着重要的意义。
三、研究内容和方法1.研究内容本研究将通过对污泥堆肥过程中重金属元素的形态转化进行分析和探究，明确重金属元素分布和状态变化的机制，为制定科学的资源利用政策和环保政策提供有力的支撑。
2.研究方法本研究将从采样、分析、对比等方面进行研究，主要方法包括：（1）采样：按照不同的处理时间点，对污泥堆肥过程中的重金属元素进行采样。
（2）分析：采用ICP-MS等分析方法，对不同时间点的污泥样品进行分析，明确重金属元素的含量及形态变化。
（3）对比：将分析结果与国内外相关研究进行对比，寻找污泥堆肥过程中重金属元素形态转化的差异。
四、预期结果通过本研究，预计可以明确污泥堆肥过程中重金属元素的形态变化机理，并以此作为依据，制定出更加合理、科学的资源利用和环保政策，从而为全面推进我国循环经济和绿色可持续发展提供有力的支撑。
城市污泥中重金属存在形态、去除及稳定化研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第1期·330·化 工 进展城市污泥中重金属存在形态、去除及稳定化研究进展解道雷1，孔慈明2，徐龙乾1，徐晓军1，李天国3，段正洋1，刘树丽1，刘伟1（1昆明理工大学环境科学与工程学院，云南 昆明 650500；2曲靖市环境工程评估中心，云南 曲靖 655000；3云南农业大学资源与环境学院，云南 昆明 650201）摘要：城市污水处理厂污泥产生量大，含有丰富的有机质、氮、磷、钾等农作物所需营养物质，但由于受重金属的污染使污泥无法直接农用。
本文简述了城市污泥重金属的来源、特点及危害。
重点论述了城市污泥中重金属去除和稳定方法，包括化学法（电化学法、化学试剂法）、生物法（微生物法、植物法、低等动物法）、物理法（超临界流体萃取、微波和超声）及联合技术。
分析了各种方法处理污泥重金属过程中重金属的形态变化及其对处理效果的影响，对比各种方法的优缺点、影响因素及适用范围。
指出污泥中重金属形态分布是影响去除效果的关键因素，污泥中重金属形态分布差异性大，且大部分重金属以稳定或相对稳定的状态存在，导致物理法和生物法去除效率较低，微生物和低等动物处理法相比植物法（备受时空限制）则表现出更好的适应性；电化学法对可氧化、可还原态分布的重金属都能起到较好的转化去除作用，但往往受由污泥向污泥液相中转移过程的控制，电损耗较突出；化学试剂浸提剂是目前效率较高的方法，但强酸环境常导致污泥营养物质流失和酸根离子累积，农用时容易板结而不利于污泥土地利用。
因此，以土地利用为前提的条件下，将各种处理技术联合运用以提高污泥重金属去除率有待于进一步研究。
关键词：城市污泥；废物处理；重金属污染；去除；稳定；赋存形态；电化学中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0330–13 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0775Developments of the speciation ，removal and stabilization of heavy metalsin municipal sludgeXIE Daolei 1，KONG Ciming 2，XU Longqian 1，XU Xiaojun 1，LI Tianguo 3，DUAN Zhengyang 1，LIU Shuli 1，LIU Wei 1（1Faculty of Environmental Science and Engineering ，Kunming University of Science and Technology ，Kunming 650500，Yunnan ，China ；2Qujing Environmental Engineering Evaluation Center ，Qujing 655000，Yunnan ，China ；3College of Resources and Environment ，Yunnan Agricultural University ，Kunming 650201，Yunnan ，China ）Abstract ：Municipal sludge is rich in organic matter and nutrients for plant growth such as N ，P and K. But it can not be directly used in agriculture as a result of the contamination of heavy metals. In this paper ，the origins ，characteristics and hazards of heavy metals in municipal sludge are described briefly. The removal and stabilization methods of sludge including chemical ，biological ，physical and the combination methods ，are discussed emphatically. The effects of the methods on the speciation and removal efficiency of heavy metals in sludge treatment process are analyzed. In addition ，the merits and weaknesses ，influence factors and application scope of these methods are compared. The results show that the speciation of heavy metals is the most critical factor that influences the removal of heavy泥重金属处理及资源化。
污泥焚烧过程中重金属迁移行为研究
污泥焚烧过程中重金属迁移行为研究唐平;谢正苗【摘要】Heavy metal migration from sludge incineration become a great environmental concern. The research achivements in heavy metal migration during the incineration of sludge were reviewed, including the effects of operating condition, water, sulfur and chlorine on the heavy metals migration, and the analysis of heavy metal emission control was carried out form two angles from the view point of promotion and abatement.%目前,污泥焚烧过程中的重金属迁移控制成为重点关注的问题之一.综述了污泥焚烧过程中重金属的高温迁移方面的研究成果,包括运行环境(焚烧温度、焚烧气氛)、污泥水分、S、Cl等对重金属迁移的影响,并从“促进挥发”和“抑制挥发”两个角度总结和分析了控制重金属迁移路径的方法.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)006【总页数】3页(P2615-2617)【关键词】污泥;焚烧;重金属;迁移【作者】唐平;谢正苗【作者单位】杭州电子科技大学材料与环境工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】S181.3随着污泥的危害性日益明显，污泥处理问题引起人们的广泛关注。
污泥处理的总目标是确保污泥中的有毒有害物质不会对人类和环境造成危害。
近年来焚烧法得到推广，和其他各法相比，焚烧法可以大大地减少污泥的体积和重量，污泥处理速度快，不需长期储存，并且可以回收能量用于发电和供热［1］。
污泥热解过程中重金属元素转化行为研究
污泥热解过程中重金属元素转化行为研究摘要随着我国经济和城市化的快速发展，城市污水排放量不断增长，污水处理率也在不断提高，城市污水污泥产量也随之增加。
目前，我国城市污水处理厂每年排放干污泥大约 180 万吨，而且仍以每年约 10%的速度增长。
污泥中含有大量重金属和其它有毒有害物质，污泥处理问题已经成为各国主要的环境问题之一。
污泥中重金属对环境引起的二次污染不仅与污泥中重金属的含量有关，还与重金属存在的化学形态有关。
因此在污泥最终处置前必须进行无害化处理。
因无害化和减量化效果显著，污泥热解在污泥处理技术中的地位不断增强。
本论文对污泥及其在不同温度和热解气氛下热解的残渣中重金属 As、Ba、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb 和 Zn 元素的浓度、形态分布和浸出特性进行了分析。
首先用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)分析了As、Ba、Cd、Cr、 Cu、Mn、Ni、Pb 和 Zn 在污泥及热解残渣中的浓度，考察了在氮气气氛下，温度对热解过程中重金属在残渣中富集特性的影响规律；在 900℃下，考察了热解气氛对重金属在残渣中富集特性的影响规律。
其后用逐级化学提取方法将污泥及热解残渣中各重金属元素划分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态等五种形态。
考察了污泥及残渣中各重金属的化学形态分布；考察了在氮气气氛下，不同温度下热解过程中重金属的形态转化规律；考察了在 900℃条件下，热解过程中，热解气氛对重金属形态转化的影响。
最后用水平振荡法对污泥及热解残渣在不同pH 值浸取液中的浸出特性进行分析，考察了在不同温度和气氛条件下热解对重金属浸出特性的影响。
关键词：污泥，热解，重金属，逐级化学提取，浸出特性第一章文献综述及课题提出1.1 城市污泥的现状随着我国国民经济的发展和城市化进程的加快，城市污水的产生量不断增长。
随着污水处理率的不断提高，污水处理所产生的污泥量也不断增长。
根据国务院 2000 年 11 月发布的文件，“十五”期间，所有设市城市都必须建设污水处理设施。
污泥焚烧飞灰重金属提取的实验研究
污泥焚烧飞灰重金属提取的实验研究污泥焚烧减量率高、可以破坏有机微生污染物、回收能量,是一种彻底的污泥处置方法。
焚烧过程会产生大量含有较高浓度重金属和持久性有机污染物的飞灰,如何处置飞灰也是一个重要问题。
本文采用嘉兴某热电厂污泥焚烧飞灰,研究了在实验室提取污泥飞灰中重金属的方法。
本文使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)以及激光粒度仪对飞灰表征、全元素含量、以及重金属元素含量进行测试。
并使用BCR连续提取法分析飞灰中重金属形态。
通过飞灰性质的分析得出：飞灰的的主要元素为C、O、Ca、Fe、Al、S、Na、K,飞灰中含量较高的重金属是Cu、Zn、Pb,并且Cu、Zn、Pb、Cd化学性质活泼容易逸出。
通过测试确定目标提取元素为Cu、Zn、Pb。
本文采用水洗对污泥飞灰进行预处理,目的是洗脱飞灰中的可溶性盐,减少浸取剂的用量。
分别研究了水洗温度、水洗时间、水洗液固比对预处理效果的影响。
研究表明使用去离子水浸洗飞灰液固比L/S=7mL/g、水洗时间为40min时,可以滤除75%的K、76%的Na、42%的Ca,并且对重金属的浸取能力很低。
本文采用“碱酸两步浸取”分别浸取目标重金属元素Pb、Cu、Zn。
研究了浸取剂浓度、反应温度、浸取时间、反应液固比对NaOH浸取Pb和H2SO4浸取Cu、Zn的影响。
结果表明温度70℃、L/S=25mL/g、反应时间1h、NaOH浓度4mol/L时,Pb的浸出率可以达到60%。
反应时间为20min、L/S=8mL/g、H2SO4浓度为lmol/L 时、Cu、Zn的浸出率分别达到72%和70%。
本文采用调节pH的方法对H2SO4浸取液进行Fe3+离子除杂,除Fe率在pH=3.4时可以达到96%,除杂的过程生成胶体Fe(OH)3,会吸附目标元素并且较难过滤。
1.3倍理论用量Zn粉可完全置换浸取液中Cu2+离子。
污泥中重金属的毒理研究与治理措施
污泥中重金属的毒理研究与治理措施随着我国城市化进程的加快，污水处理量日益增加，相应的污泥产量也大幅增多。
城市污泥含水率高、有机质含量多、富集了较多重金属元素，需要进行妥善处理与处置。
目前，对于污泥可采取的处理与处置方法包括污泥农用、污泥堆肥、污泥焚烧发电和污泥填埋。
重金属是污泥中所含有的污染物之一，与其他许多污染物不同，重金属元素不能被微生物所降解，一旦污泥中的重金属元素通过多种途径进入生物圈，重金属元素的毒性将会给动物体产生严重损伤，影响动物体的正常生理活动，甚至影响动物的种群数量，造成生态环境的失衡。
因此必须要对污泥中的重金属进行十分妥善的处理，避免或减少其对于动物健康的影响。
污泥中对动物健康具有较大危害的重金属元素主要有Cd(镉)、Zn(锌)、Cu(铜)、Pb(铅)等。
1污泥中重金属进入环境的主要途径城市污泥来源于城市污水处理厂，经过脱水处理后以非流动状态存在。
污泥在进行处理与处置过程中可能通过多种途径进入环境中对动物健康造成危害。
污泥中的重金属元素主要可以通过三种途径进入环境当中，即水、大气和土壤。
1.1污泥中重金属通过水途径进入环境污泥填埋是将污泥经过预处理之后送往垃圾填埋场进行最终处置，经过预处理的污泥在有机质含量、含水率和重金属元素稳定性上都会有较好的改善，预处理多为固化处理。
露天填埋的污泥经雨水或其他地表水的浸泡，在堆埋过程中以渗滤液的形式溢出，渗滤液通过填埋底层的薄弱地带下渗进入地下水环境中，对其造成污染，进一步通过水循环重金属元素将会进入环境之中。
1.2污泥中重金属通过大气途径进入环境污泥中重金属进入大气环境多是在污泥焚烧处理过程之中，污泥的焚烧技术由于可较大程度的减少污泥的体积，可以彻底的消灭其中的细菌和微生物，受到了国内外广泛的关注。
但是如果焚烧过程没有很好的控制，将会造成二次污染，其中富集在污泥中的重金属存在两种迁移途径：一种是很好的被固定在污泥焚烧残渣中，另一种是随飞灰进入到大气环境当中。
红砖烧成对污泥原料中重金属离子固化的研究
作为制砖原料的黏土、煤矸石和污泥以及烧结砖样品均取
自关中地区某砖厂，红砖浸出试验中，每次取 5g 样品（红砖经粉
碎后过 20 目筛颗粒），投入 50mL 浸出液（水或盐酸）中，浸出液
的 X 射线衍射图(测试条件：CuKα，Ni 滤波，管电压 40kV，电流
30mA，
λ=0.15418nm，
hardly be extracted out by water, and could only be slightly lixiviated with acid.
Key Words：red brick, firing, sludge, heavy metal ion immobilization, leaching
DANG Xiao-qing
Abstract：The contents of heavy metal ions in raw materials for brick (clay, coal gangue, sludge) and the finished brick are investi⁃
gated. At the same time, the leaching-resistant abilities of sludge and finished brick are analyzed with water and acid used as
1001-6945（2021）08-021-02
Study on immobilization of heavy metal ions in sludge raw materials by brick firing
LIU Hai-di SUN Lu-qiang
LI Wei-man CHEN Yun-fa
污泥固化处理技术及重金属污染控制研究
结论与展望
5、国际上最新的研究成果和发展趋势，加强与国际同行的交流与合作，推动 研究的进步和发展。
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实验研究包括以下步骤：
4、实验数据的统计分析：对实验数据进行整理、分析和比较，采用统计分析 方法探究不同处理方法对污泥中重金属含量的影响及其相互关系。
实验结果与分析
实验结果与分析
通过实验结果发现，不同的污泥固化处理方法和重金属污染控制方法对污泥 中重金属含量的影响具有差异性。其中，物理处理方法中，采用固化剂稳定化和 包埋稳定化可以有效降低重金属的迁移性和生物可利用性；化学处理方法中，沉 淀法和氧化还原法对重金属的稳定化效果较好，但需要注意防止二次污染的产生； 生物降解方法具有较好的环境友好性和可持续性，但处理周期较长。
污泥固化处理技术
各种方法的优缺点比较分析表明，物理处理方法操作简单，但处理效果有限； 化学处理方法虽然处理效果较好，但处理成本较高，且可能产生二次污染；生物 处理方法具有环保性和可持续性，但处理周期较长，需要一定的场地和设施。
重金属污染控制研究
重金属污染控制研究
重金属污染是污泥中最为的问题之一。重金属在污泥中的存在形式和迁移转 化规律受到多种因素的影响，如pH值、有机质含量、离子强度等。常见的重金属 污染控制方法包括稳定化、固定化、生物降解等。
污泥固化处理技术
污泥固化处理技术
污泥固化处理是污泥处理的重要环节，其主要目的是将污泥稳定化、固化和 减量化，便于后续的处置和利用。常见的污泥固化处理技术包括物理处理、化学 处理和生物处理等方法。
污泥固化处理技术
物理处理方法主要有脱水、干燥和压缩等。这些方法可以去除污泥中的大量 水分，减少体积，便于运输和处置。化学处理方法主要包括酸碱处理、氧化还原 处理和絮凝剂处理等。这些方法可以改变污泥的化学性质，使其更加稳定，易于 处理。生物处理方法主要包括厌氧消化和好氧发酵等，这些方法可以利用微生物 的作用，将污泥中的有机物分解为稳定的无机物。
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污泥制砖过程的重金属固化与废气控制研究随着污水处理量和污水排放标准的提高,产生了大量的城市污泥。
目前欧美等发达国家对污泥的处理方法主要是焚烧法,而发展中国家则主要采用填埋、堆肥等处理方法。
然而这些处理方法仍有可能造成二次污染。
为将污泥资源化利用,开始研究将污泥掺入原料中制作砖体等建筑材料,目前大量的研究结果表明在原料中适量掺入污泥仍能使材料达到标准,同时重金属也能被有效固化在材料内。
然而不同的污泥中各种物质的成分是不同的,同时污泥掺入量的不同也会导致烟气成分、重金属固化率的变化。
本课题针对萧山某制砖公司利用萧山某污水处理厂的污泥掺杂烧制多孔砖项目中的环境问题进行研究,主要考察污泥中重金属含量和烧结多孔砖中重金属浸出率,以及焙烧窑产生烟气的有效治理。
通过实验表明,在通过压滤将污泥含水率从80%降至50%后,污泥中砷含量超标42.1%,因此不能直接排放。
将烧结多孔砖分别在中性以及pH为4和12的溶液中浸滤,浸滤液中Cr、Cu、Zn、As、Pb五种重金属含量均不超标,说明重金属已经被有效固化在砖体内。
对焙烧窑烟气成分进行分析,发现其中含有大量水汽、粉尘和少量无机和有机气体,对应制定了先经喷淋洗涤降温预处理,再经过等离子反应器处理除去有机物,最后用碱-氧化剂吸收的处理方式,设备运行后进行监测,通过两级碱液洗涤过程,可以去除90%以上的无机污染物,终端排气总VOCs浓度仅为40.73mg/m3,达到国家有关排放标准,由于洗涤后烟气含有较多水分,等离子体处理有机物效率只有2.6%,低于水洗处理效率4.41%。
对处理方案进行整改,在烟气洗涤过程中加入双氧水氧化去除有机物,取得良好效果,有机物去除效率从3.83%提升至
16.29%。
同时将恶臭从7413降至1318,达到国家排放标准。
污泥制砖产生烟气成分比较复杂,有较大的处理难度,目前国内尚无对污泥制砖厂废气成功治理的先例,本课题对此废气的治理是对此方面研究的有益探索。