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蚯蚓-稻壳炭联合堆肥对工业污泥中重金属的影响研究

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浏览:- 发布日期:2020-06-08 14:45:59【

钝化剂通过吸附、络合、沉淀和氧化还原反应来调节和改变有机底物的理化性质,降低底物的重金属生物有效性和迁移性,从而降低重金属活性(Guoetal.,2006;Dasetal.,2012)。因而不少学者在蚯蚓堆肥中加入钝化剂来调控金属活性,但是在钝化某些金属的同时也会活化一部分金属,如粉煤灰和磷矿与蚯蚓联合堆肥降低Pb、Cd和As浓度,但增加了污泥中Cu和Zn有效态含量(Wangetal.,2013),蚯蚓堆肥加入蘑菇渣降低了污泥中Cr、Cd和Pb浓度,却增加了污泥中Cu和Zn浓度(Azizietal.,2013)。因此,一种全面、高效的钝化剂应用于堆肥中有重要意义。

蚯蚓堆肥相关研究多集中在生活污泥方面,对工业污泥的探索较少。该研究以马鞍山某钢铁污水处理站污泥为例,添加不同比例稻壳炭(2%、4%、8%),设置污泥单独堆肥、稻壳炭与污泥堆肥以及蚯蚓-稻壳炭联合污泥堆肥试验,探索蚯蚓与稻壳炭联合堆肥对工业污泥中重金属形态和生物有效性的影响。

研究表明:

(1)相比污泥单独堆肥,稻壳炭联合污泥堆肥能增加污泥pH、EC、TP和降低TOC、TN,而蚯蚓联合稻壳炭堆肥污泥可增加TN,并进一步增加污泥EC、TP,显著降低污泥的pH、TOC。

(2)稻壳炭堆肥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd含量因浓缩效应而上升;而蚯蚓联合稻壳炭堆肥,重金属含量显著下降,添加4%稻壳炭时,重金属Zn、Cu、Pb、Cd质量分数达到最小值,分别为856.64、137.10、158.92、15.48mg·kg−1。

(3)重金属形态分析表明,随着稻壳炭比例增加,稻壳炭堆肥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd的交换态和碳酸盐结合态转化为残渣态及铁锰氧化态的比例增大,添加8%稻壳炭时DTPA提取的有效态重金属质量分数最低,分别为705.72、47.95、50.43、4.47mg·kg−1;蚯蚓-稻壳炭联合堆肥会使得污泥中重金属交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态和有机结合态均向残渣态转化,添加4%稻壳炭与蚯蚓的协同转化能力最大,Zn、Cu、Pb、Cd有效态重金属质量分数分别为629.84、38.63、36.76、1.63mg·kg−1,说明稻壳炭添加入蚯蚓堆肥可进一步降低工业污泥中重金属有效性,使重金属钝化。本研究可为稻壳炭联合蚯蚓堆肥处理工业污泥提供参考和科学依据。

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