剩余污泥和蚕沙中重金属去除的电化学技术

由于我国工业化和城市化快速发展，剩余污泥的产量急剧增多，含重金属的污泥在进行土地处理或农业利用时容易对土壤、地下水和动植物造成二次污染，具有潜在生态风险。我国是一个蚕业大国，蚕沙资源十分丰富，通过种桑修复重金属污染土壤，蚕食用桑叶将土壤中的Cd迁移到体内，导致蚕沙中含有一定量的Cd而不能得到充分利用。本论文通过研究电解时间、介质pH、强化剂种类、电压梯度和超声震荡时间等因素对污泥和蚕沙中重金属去除的影响，选择了对去除污泥和蚕沙中重金属影响较大的介质pH、强化剂种类和电压梯度三种影响因素进行了正交实验，进一步研究了三种影响因素对污泥和蚕沙中重金属的去除率及最佳去除条件，为污泥和蚕沙中重金属去除提供依据。
　　（1）随着电解时间延长，污泥和蚕沙中重金属的去除率逐渐增大。电解时间达到12 h时，重金属的去除率达到最大。电解时间超过12 h时，重金属的去除率增长缓慢，趋于稳定。所以，最适宜的电解时间为12 h。
　　（2）随着介质pH的增大，污泥和蚕沙中重金属的去除率先增大后减小。污泥中重金属Cd去除的最佳介质pH为3，Cu、Zn、Ni和Cr去除的最佳介质pH为2；蚕沙中重金属Cd去除的最佳介质pH为2。
　　（3）添加EDTA对污泥中Ni和蚕沙中Cd的去除效果最好，添加柠檬酸对污泥中Zn、Cr的去除效果最好，酒石酸对污泥中Cu、Cd的去除效果最好。
　　（4）随着电压梯度的增大，污泥和蚕沙中重金属的去除率逐渐增大。污泥中重金属去除的最佳电压梯度为1.5 V/cm，蚕沙中重金属Cd去除的最佳电压梯度为0.5 V/cm。
　　（5）随着超声震荡时间的延长，污泥和蚕沙中重金属的去除率逐渐增大。当超声震荡时间在0.5～1.0 h范围内，污泥和蚕沙中重金属的去除率随超声震荡时间的增大而提高。当超声震荡时间在超过1.0 h时，污泥和蚕沙中重金属的去除率增长缓慢，趋于稳定。所以，最适宜的超声震荡时间为1.0 h。
　　（6）在确定污泥和蚕沙重金属去除的最佳强化剂的基础上，进一步探究强化剂的最佳去除浓度，污泥中去除Cu的最佳酒石酸浓度为0.25 mol/L，去除Zn、Cr的最佳柠檬酸浓度为0.25 mol/L，去除Ni的最佳EDTA浓度为0.20 mol/L，去除Cd的最佳酒石酸浓度为0.20 mol/L，蚕沙中去除Cd的最佳EDTA浓度为0.15 mol/L。