污水廠污泥滲濾液中的重金屬遷移規律研究

劉繼慶

（中機眉山再生能源有限公司，四川 眉山 620000）

在工業化進程加速、農業集約化、經濟集約化的大環境下，污水處理問題日趨嚴重，污水如果處理不當排放到自然環境中會破壞生態循環系統，最終引發全球性的水危機，對人們的生產生活產生了一定的影響。不論是單純的生活污水還是工業上的廢水實際上都是因為人們生產生活所產生廢棄物排放出來的結果，這些生產生活廢棄物內含多種重金屬污染物，工業廢水處理過程中會產生大量的污泥[1]，污泥會隨著廢水處理率的提高而增加，廢水處理企業處理污水也會產生一些有機物質及氮、磷等污染物，污水中重金屬Cu、Zn、Pb等物質具有一定的毒性，所以廢水中危害性物質會阻礙污水的循環利用及進一步處理。重金屬大多屬于周期表中的過渡性元素，在污水環境中的變化較多，隨著環境的改變如溫度值，其形態也會發生變化，并且不可降解，在污水遷移過程中，涉及到水體各種物理、化學、生物過程。即使重金屬濃度很小，造成的危害也很大，并且毒性持續時間長。

針對這種問題，對污水廠污泥滲濾液中的重金屬遷移規律進行研究，主要從污泥重金屬靜態浸滲遷移規律和污泥重金屬動態淋濾遷移規律進行了研究，采用參照固體廢物浸出毒性測定方法，分析了污泥重金屬靜態浸滲遷移規律，并發現重金屬會受到污泥的流動性影響，產生不同的規律。針對污水廠污泥滲濾過程進行總結，了解重金屬物質的遷移規律，便于污水廠對污泥的滲濾處理，此方法便于污水廠認識到污泥滲濾過程中產生重金屬物質的遷移規律，同時提高對重金屬的處理能力，以此提高人們的生活環境質量，減少污水污泥對生態環境的破壞。

1 樣品采集

進水通過自動取樣儀器進行采樣，樣品為1d中每2h采集的等體積混合水樣，出水水樣為排放口的瞬時水樣，進行隨機采樣。樣品150ml裝入聚乙烯瓶，加1%的弄NHO3溶液1mL.4℃保存，試驗泥樣分為厭氧污泥、壓濾機房的脫水，在100℃的條件下進行烘干備用。重金屬的分析使用原子吸收分光光譜法進行測量。

2 污泥重金屬靜態浸滲遷移規律

參照固體廢物浸出毒性測定方法，分析了污泥重金屬靜態浸滲遷移規律，計算公式如下：

公式（1）中， 代表引入測定方法參數[2]，f*t代表重金屬的基本參數， 代表靜態條件，此次計算不做定向分析。

通過上述計算得知，重金屬在靜態浸滲遷移下的 鉻重金屬元素浸出量有限，特別是在中性環境下其浸滲量極低，經過實驗研處于中性環境中重金屬物釋放量較少。銅元素的浸出量無論在酸性還是堿性環境中差異較小，處于堿性環境中的浸出量略多于酸性環境，而其他重金屬元素在酸性環境下的浸出量略高于堿性環境，表1為計算得到的重金屬靜態浸滲含量：

表1 重金屬靜態浸滲含量

圖1 在堿性環境下樣品重金屬遷移情況

在正常污泥處理過程中，污泥經過堿熱水處理后，部分的固體會發生溶解，固、液當中的重金屬含量也發生很大的變化，一部分的重金屬會轉移到液相中，在污泥經過堿熱水解處理后，重金屬的遷移規律就與污泥熱水解后的遷移規律差異明顯，其原因是堿性環境會影響到重金屬與無機或有機配體形成磷[3]等綜合物對重金屬吸附和沉淀。

3 PH值及重金屬含量測定

根據對污水廠污泥采集的樣品的測試結果作圖，圖2顯示了不同水平距離水樣的pH值平面分布規律。圖3顯示了不同水平距離重金屬含量分布規律。

圖2 不同水平距離污水樣品PH值

圖3 不同水平距離重金屬含量

4 污泥重金屬動態淋濾遷移規律

在重金屬動態遷移過程中，會受到污泥的緩沖能力，研究污泥重金屬動態淋濾遷移規律過程如下所示：

圖4 研究污泥重金屬動態淋濾遷移規律過程

當污泥中的含水率增加時，由于污泥中本身含有氯元素，污泥在遷移過程中會產生重金屬氧化物反應而生成重金屬氯化物，所以先對這種情況進行分析，引入淋濾算法，對這種情況進行計算，計算公式為：

公式（2）中，Gf代表氧化物反應參數[4]，代表淋濾算法因子，d代表污泥遷移過程中的流動因子，此次計算不做定向分析。

因為氯化物更容易揮發，產生的氯及氯化物與重金屬的接觸時間更長，然而銅元素具有一定的特殊性，當處于酸性較強環境中重金屬元素呈現出先遞增又逐漸下降趨勢，而在堿性環境中會浸出多余的酸性物質，在任何一種環境下，重金屬的浸出量順序為酸性大于堿性大于中性。

通過對污泥中重金屬元素的總量和形態分布的研究，發現在重金屬遷移過程中受到不同水質[5]條件的影響，污泥中重金屬存在的形態也不同，懸浮物中的中間數在沉砂池和初沉池中可以被沉淀而除去，而水溶性的金屬離子需要在活性污泥處理系統和最后處理過程中被除去。由此可見，污泥中重金屬的遷移規律不僅受到環境條件、固著介質特性以及淋溶液特性的影響。

5 結束語

綜上所述，污水廠污泥中的重金屬對生態環境的污染很大，污泥中重金屬的源頭主要來自于生活垃圾、工業生產等，目前生產生活中產生的污水污泥已經嚴重的影響了生態環境。

針對目前存在的問題，對污水廠污泥滲濾液中的重金屬遷移規律進行研究，通過對污水廠污泥滲濾液中的重金屬遷移規律研究，能夠減少重金屬對生態環境的污染，提高污水廠污泥滲濾液中重金屬的處理能力，希望通過此次設計能夠為污水廠污泥滲濾液中的重金屬處理提供一定的幫助，推動污水廠的發展。