论文部分内容阅读
燃煤电厂产生大量重金属超标的脱硫污泥,对生态环境造成严重污染危害。目前国外对于脱硫污泥重金属脱除的研究鲜有报道,而国内研究尚处于实验室阶段。本文以广州某燃煤电厂脱硫污泥为研究对象,测定其理化性质、重金属含量和浸出毒性。采用螯合剂谷氨酸N,N-二乙酸四钠(GLDA)、聚天冬氨酸(PASP)和聚环氧琥珀酸(PESA)对污泥进行化学萃取,研究不同浓度、pH值下重金属萃取率和形态变化。采用稳定剂Na2S、CaO、FeCl3及其组合对污泥进行稳定化处理,研究稳定剂对污泥pH值、稳定率和稳定时间对稳定率的影响,分析稳定剂稳定化能力和形态变化。采用螯合剂GLDA、乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)和亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)加强电动修复,研究污泥pH值、电解液pH值、温度、电流、重金属去除率、形态、能耗变化和阴极产物。选用地质累积指数法和潜在生态危害指数法评价污泥重金属污染程度。主要研究结果如下:(1)污泥中As、Cd、Cr、Ni、Zn、Hg超出土壤环境质量三级标准,As、Cd、Hg浸出浓度超出危险固废限值。(2)化学萃取实验表明:萃取率随浓度增加而增加,摩尔比10:1时,萃取率为80.03%;萃取率随pH值的升高而降低,pH=2时,萃取率为86.12%;pH=6时,萃取率降至75.39%;交换态、还原态和氧化态易被萃取,残渣态较稳定。(3)化学稳定实验表明:Na2S+FeCl3对污泥pH值改变最小,稳定率最高,稳定化能力最强,稳定后重金属As的残渣态从6.58%增加至94.21%,交换态、还原态和可氧化态减少至5.79%。(4)电动修复实验表明:加强实验中HNO3抑制阳极和阴极pH值的降低和增加,加强实验产生更高的电流、温度,提高了重金属去除率,且去除率顺序为:Na2EDTA>IDS>GLDA。实验后,交换态、还原态和氧化态降低,残渣态增加;离子迁移、水电解和加热污泥消耗较多的能量。阴极区沉淀物主要含有Cr、Ni、Zn、Cu等元素和CaSO4·2H2O、CaCO3、SiO2等物质。(5)污泥重金属风险分析表明:Hg对土壤环境属偏重污染,Cd和As属中度污染,其他重金属属轻度污染。污泥潜在生态危害指数(RI)为829,属高生态危害程度,三种方法处理后,RI指数降至16.18、5.54和3.78,属低危害程度。基于经济性和去除率,建议以化学稳定法或电动修复法开展相关中试方案研究。