化学淋洗方法处理城市河道污染底泥试验研究

作     者：商丹丹 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董文艺

授予年度：2013年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：污染底泥 化学淋洗 重金属 有机污染物 淋洗废水 

摘      要：河道污染底泥的处理是河道水环境改善和修复的重要环节。本课题以深圳某城市河道实际污染底泥为处理对象，针对底泥黑臭、重金属污染和有机物污染严重等问题，采用化学淋洗方法对污染底泥进行无害化处理的研究。通过实验研究，优选出同步处理底泥有机污染物和重金属的淋洗操作参数，考察淋洗工艺过程中废水、废气和固体废物的排放情况，提出一套完整的、可用于同时处理黑臭、有机物和重金属复合污染的底泥淋洗处理工艺，以期为治理类似受污染底泥提供借鉴作用以及技术支撑。 本课题以总有机碳和酸可挥发性硫化物为特征处理目标，考察采用化学氧化剂淋洗处理底泥中有机污染物以及黑臭的效果。结果表明，使用KMnO4和Fenton试剂分别作为淋洗剂可以有效处理污染底泥中的TOC和AVS。如应用面向理想型处理目标的操作参数可将底泥TOC含量处理至2%，AVS处理至40mg-S/kg干泥;如应用面向实用型处理目标的操作参数可将底泥TOC的含量处理至3%，AVS处理至90mg-S/kg干泥。 本课题分别对基于底泥重金属浓度的理想型处理目标和基于重金属浸出毒性的实用型处理目标，考察应用化学淋洗方法处理污染底泥中重金属的效果及可行性。结果表明，淋洗处理方法无法使多种重金属同时达到理想型处理目标，使用Fenton试剂作为淋洗剂可以将污染底泥中的重金属处理至实用型处理目标。底泥中重金属的形态分布结果表明，淋洗方法对主要以弱结合态存在的重金属去除效果较好，对主要以残渣态存在的重金属去除效果较差。 针对实用型处理目标，可形成能够同时处理河道底泥黑臭、有机物和重金属等多种污染的淋洗操作参数，即淋洗药剂HO浓度为50mM，FeSO浓度为0.5mM;固液比为1:6;初始pH为3;淋洗时间为4h。经淋洗处理达标的底泥，可考虑作为填方材料或筑路辅料进行综合利用，也可有效解决疏浚底泥的最终消纳问题。 本课题采用中和沉淀-氧化反应-絮凝沉淀组合方式处理含有污染物的淋洗废水，可达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中二类标准。淋洗废水处理产生的化学污泥经浸出毒性鉴别为非危险废物，可填埋处置。淋洗过程产生的废气满足《大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)》二类标准，可安全排放。 本论文对提出的包含底泥淋洗和淋洗废水处理的污染底泥淋洗处理工艺进行成本估算，处理费用为254元/m底泥。