污泥中重金属的特性与处理

　　电动技术最初于20世纪80年代应用在土壤重金属的去除中，在城市污泥重金属去除中的应用刚起步。电动修复法的去除效率与重金属的形态有关，Akertche等[28]的研究表明污泥中重金属的形态是影响重金属迁移和电动修复效果的重要因素。kin等[29]通过现场实验得出了类似的结论，表明电动过程对可交换态重金属的去除率可达92.5%，而有机态和残渣态重金属的去除率分别为34.2%和19.8%。一些学者尝试将酸化后的污泥进行电动修复试验，Wang等[30]的研究表明经酸化后污泥中的重金属去除率显著提高，其中Zn、Cu和Ni的去除率高达90%以上，Cr的去除率达68%，As的去除率达31%，经电动修复技术处理后重金属Zn，Cu，Ni，Cr和Pb的浓度均达到了美国环境保护部关于污泥农用的限制标准。袁华山等[31]研究了经HNO3酸化后脱水污泥在电动力作用下，Cd、Zn和Cu的去除率都有明显的提高，分别比未酸化的污泥去除率增加11%、9%和6%。电动修复技术作为一门新型的绿色环保修复技术，去除效率高，特别是对酸化污泥效果更好，能同时去除几种重金属，从技术层面是可行的；但对于更深层次的迁移特性及运行成本等问题仍有待进一步研究。

　　2.2.4生物淋滤法

　　生物淋滤技术是利用自然界的微生物通过直接作用或其他代谢产物的间接作用，产生氧化、还原、络合或溶解作用，将固相中的某些不溶性成分如重金属分离浸提出来的一种技术，其中应用最广泛的是氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌。

　　Wong等[32]研究了在FeS2作用下，利用厌氧消化污泥分离出的嗜酸氧化亚铁硫杆菌能使污泥中Zn的去除率达99%，Cr为65%，Cu为74%，Pb为58%，Ni为84%，效果极为显著。也有一些学者尝试将其它菌种用于生物滤淋中，Mulligan等[33]从尾矿中分离出黑曲霉，其处理的最大溶出率Cu为68%，Zn为46%，Ni为34%。生物滤淋法去除污泥中重金属的效率取决于微生物的活性和重金属的种类与形态，因此实际应用此法时，不仅要控制好温度、pH值、Eh值、生物的种类与浓度，还应考虑污泥的种类、浓度和重金属种类等因素的影响，要取得显著的处理效果，应综合考虑多种因素并严格控制其工艺条件。

　　3 方法的分析与讨论

　　向污泥添加钝化剂的方法虽然能实现对重金属的固定，但是污泥中重金属的种类繁多，不同的添加剂对不同种类的重金属处理效果不同，有的甚至会起反作用，因而在添加剂的选择方面较为困难。微波法在适宜的添加剂作用下对重金属的稳定效果更显著，但实际中污泥处理量很大，微波法目前还局限于室内试验，其大规模的应用还有待进一步研究。而且从污泥资源化利用角度来说，微波法处理过程中过高的温度会降低污泥中的有机物含量，导致热值降低，因此经微波法处理重金属后的污泥不适宜进行焚烧处理。上述两种方法属于重金属稳定技术，它能在一定时期一定程度上减轻重金属的危害，但重金属的形态会随着时间的推移和环境条件的变化而改变，最终会显现出不利影响，因而只能起到缓解作用，并不能从根本上降低重金属的含量，因而只能起到缓解作用，并不能从根本上降低重金属的含量，因而，重金属的长期稳定性一直是众多国内外学者密切关注的问题之一。

　　电动修复技术在试验中有较好的效果，经酸化处理后的污泥效果更显著；但是该技术并不成熟，存在很多局限性，且成本较高，不适宜大规模推广，因此需进行基础理论和应用方面的深入研究。化学淋滤法去除污泥重金属的效果良好，然而酸化污泥需要消耗大量的化学试剂，且难以妥善处理高浓度的重金属淋出液，因而此法费用较高，实际操作复杂；对于重金属处理后的污泥资源化利用而言，酸化处理在一定程度上会溶解污泥中的氮、磷等有机质，降低污泥的肥料价值，不利于污泥农用。与化学淋滤法相比，生物淋滤法具有耗酸少、运行成本低，实用性较强等优点，是经济有效的重金属去除方法；然而要使港式滤过程高效持续的运行，亟待解决的关键问题是找到适宜淋滤的生物菌种进行大量培养。同时，生物淋滤过程中的微生物在自然条件下往往不能起到去除重金属的作用，其工艺条件要求较严格，例如硫杆菌是严格好氧的，只有在充分供氧的情况下才能有效地去除污泥中的重金属。

　　与以上处理方法相比，从经济有效、易获得的地质材料中或利用自然界中的藻类制取吸附剂来去除污泥中的重金属，不仅吸附量大，成本低，而且对环境无二次污染，藻类吸附剂还可同时实现对多种重金属听吸附，因而具有较为广阔的发展前景。

　　4 结论

　　①综上，利用吸附法处理污泥中的重金属，无论从经济、效率和环境安全性方面都具有较好的前景。

　　②污泥重金属的处理受多种因素的影响，应综合考虑各种因素，从而达到最优的去除效果。同时由于重金属种类、形态的不同以及去除的复杂性，导致单一方法只能对污泥中的某几种重金属效果比较明显，因此，不同方法的有效结合和联用也是今后的发展趋势之一。

　　③今后应积极探索操作简单，成本较低，实用性强，对环境无二次污染，同时有利于污泥后续资源化利用的新型处理方法。此外，还要进一步深入研究通过不同方法处理污泥重金属后，污泥适宜何种方式的资源化利用问题。最后，要想从根本上解决重金属的处理问题，还应严格控制重金属的污染源，如含有较多重金属的工业废水不能与城市污水混合处理等。

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作者简介: 陈萌(1989-) , 女, 河南潢川人, 硕士研究生, 主要从事泥水环境等方面的研究。