酸改性沸石對(duì)污泥調(diào)理的影響

實(shí)驗(yàn)研究了酸改性沸石在剩余污泥調(diào)理中的應(yīng)用。采用單因素法,以比阻作為主要參數(shù),分別從酸濃度、酸浸時(shí)間和沸石粒度等方面來(lái)確定沸石酸改性的佳條件。佳的改性沸石在酸濃度為3 mol/L,酸浸時(shí)間為5 h,沸石粒徑為150 μm的條件下獲得。利用改性沸石來(lái)調(diào)理污泥,考察改性沸石投加后污泥沉降和脫水性能的變化以及對(duì)污泥上清液中COD、氨氮的去除效果。結(jié)果表明,沸石可以有效的調(diào)理污泥,減小污泥的比阻,且改性后的沸石調(diào)理效果更好。當(dāng)改性沸石投量為30%（污泥含固量計(jì)）時(shí),污泥的比阻由原來(lái)的3.0×1013 m/kg降到1.39×1013 m/kg,濾餅的含水率由原來(lái)的92%降到64%。沸石改性前后顆粒的電鏡掃描圖說(shuō)明其強(qiáng)化污泥調(diào)理的機(jī)理主要是吸附架橋作用。

 污水處理廠采用活性污泥法處理廢水時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥。若不及時(shí)處理,污泥中的有害成分如病原體,有機(jī)污染物等,會(huì)影響城市的環(huán)境衛(wèi)生。剩余污泥的含水率很高(約99%),為了減少污泥的體積及運(yùn)輸費(fèi)用,必須對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理。污泥脫水處理是城市生活污水、水廠排泥水、工農(nóng)業(yè)廢水處理中的重要環(huán)節(jié),經(jīng)濃縮脫水后的污泥,體積大為縮小,可以為污泥資源化利用創(chuàng)造極有利的條件。就污泥本身性質(zhì)而言,其膠質(zhì)絮體結(jié)構(gòu)分散,孔隙率高,絮體顆粒中包含著較高的間隙水和吸附水,較難脫水,因而在進(jìn)行污泥機(jī)械脫水前常常投加各種化學(xué)藥劑來(lái)調(diào)理污泥。目前在各種污泥的調(diào)理方法中,化學(xué)方法是較為簡(jiǎn)單且應(yīng)用較廣的方法。常用的化學(xué)調(diào)理劑包括無(wú)機(jī)混凝劑(如石灰、氯化鐵、、鋁鹽等)和高分子有機(jī)混凝劑(如殼聚糖、聚酰胺等)。由于無(wú)機(jī)混凝劑用量較大,會(huì)導(dǎo)致濾餅的體積增大,不利于污泥的處理處置和運(yùn)輸。而有機(jī)高分子混凝劑雖投加量小(一般為污泥干重的0.1%～0.5%),絮凝效果好,但其價(jià)格昂貴,有些由于其單體存在毒性(如聚酰胺),會(huì)造成環(huán)境的二次污染,從而增加污泥脫水的成本。

當(dāng)廢氣中含有乙醇時(shí)，由于競(jìng)爭(zhēng)性吸附，沸石分子篩輪對(duì)乙醇的吸附效果會(huì)降低，沸石分子篩輪要求進(jìn)風(fēng)溫度在40℃以下。例如，沸石微孔內(nèi)吸附等有機(jī)物，解吸溫度為180~220℃，達(dá)到聚合反應(yīng)的條件。容易產(chǎn)生高分子聚合物，堵塞沸石的微孔，影響其吸附效率，使沸石隨著時(shí)間的推移失去吸附能力。這種損害是不可逆轉(zhuǎn)的。沸石的吸附容量沸石輪是弱堿性,如果廢氣進(jìn)入沸石的酸性成分輪,它將與沸石反應(yīng),破壞沸石的表面結(jié)構(gòu),沸石吸附效果降低。

改性沸石對(duì)土壤鉛、鋅賦存形態(tài)的影響

改性沸石對(duì)土壤鉛、鋅賦存形態(tài)的影響：

近年來(lái),隨著人類的各種活動(dòng),特別是人們對(duì)礦產(chǎn)的開(kāi)采和冶煉,導(dǎo)致礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤重金屬污染極其嚴(yán)重。重金屬經(jīng)農(nóng)作物吸收和積累后,通過(guò)食物鏈途徑進(jìn)入人體,從而對(duì)人類健康造成嚴(yán)重危害。在我國(guó)受重金物污染的耕地面積超過(guò)2 000萬(wàn)hm2,約占總耕地面積的1/5。鉛(Pb)和鋅(Zn)是造成土壤污染的主要重金屬元素,我國(guó)許多地區(qū)均受到不同程度的Pb和Zn污染。李靜等人對(duì)浙江省上虞市東關(guān)鎮(zhèn)的土壤進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)礦區(qū)周邊土壤均受到不同程度的重金屬污染,尤其以Pb和Zn污染蕞為嚴(yán)重。孫葉芳等采用TCLP法對(duì)浙江省上虞市的礦區(qū)周邊土壤進(jìn)行研究,也證實(shí)了該地區(qū)存在著嚴(yán)重的Pb和Zn污染。湖南省湘江流域土壤Pb和Zn污染也較為嚴(yán)重。鉛鋅礦尾砂壩坍塌對(duì)廣西環(huán)江流域農(nóng)田土壤造成嚴(yán)重的重金屬污染,其中Pb和Zn污染濃度分別高達(dá)798.0mg/kg和803.0 mg/kg。土壤重金屬污染由于具有范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、污染隱蔽性和無(wú)法被生物降解等特點(diǎn)而難以治理。因此,對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)已成為全球急需解決的問(wèn)題之一。

天然沸石的其他營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)

由于沸石含有多種鹽基離子,土壤施用沸石后對(duì)土壤養(yǎng)分和作物生長(zhǎng)都有不同程度的影響。土壤全氮及有機(jī)質(zhì)一般提高1%~5%,有效態(tài)養(yǎng)分則差異明顯,堿解氮、有效磷、有效鉀和有效硅均顯著提髙。這是因?yàn)槌朔惺哂斜５屃椎淖饔弥?還與沸石中全鉀含量較高有關(guān)。

一般沸石全鉀含量在3%~5%之間,而可溶性鉀占了全鉀的一半,這種鉀絕大部分能被植物吸收。另外,由于沸石中含有較多的Ca2 和Mg2 等離子,這些離子可以提供作物有效養(yǎng)分,還可促進(jìn)作物對(duì)磷的吸收。沸石中微量元素含量也較高。

沸石的施用對(duì)各種作物生長(zhǎng)都有不同程度的促進(jìn)作用。小麥和玉米施用沸石后,能提早出苗1~2d,提早成熟3~5d;胡蘿卜施用沸石后,除增產(chǎn)外,還能提高P胡蘿卜素的含量;沸石對(duì)大豆有蹲苗和壯苗的作用,促進(jìn)大豆根瘤的形成,同時(shí)能有效控制大豆落花、落莢,提高大豆蛋白質(zhì)的含量;