污泥重金屬的處理 　　污泥重金屬的危害不僅與其含量有關，還與其存在形態密切相關。相應地的處理方式也有兩種，一種是將污泥中的重金屬固定或者隱定，另一種方式是將重金屬從污泥中去除。對前者來說，重金屬仍存在于污泥或其衍生物中，但由易溶、有毒、不穩定的狀態變為低溶或不溶、無毒、穩定的狀態，即通過減少重金屬不穩定態的含量、降低重金屬的活性和生物有效性使污泥達到無害化；后者則通過減少污泥中重金屬的總量來處理污泥。 　　1 污泥重金屬的穩定 　　污泥重金屬的穩定一般是向其中加入鈍化劑，提高污泥的pH值，使重金屬轉化成氫氧化物等沉淀，達到鈍化重金屬并殺死病原菌的效果。曹仲宏等研究了添加劑對填埋污泥重金屬穩定的影響，實驗結果表明生石灰、粉煤灰和黏土三種添加劑均有利于Cr和Cd向穩定形態轉化，其中粉煤灰對Cr向穩定態轉化的促進作用最明顯，而黏土對Cd的穩定作用最強；生石灰能促進Pb和Zn的穩定，而粉煤灰和黏土則有相反的作用；粉煤灰對Ni有促進作用，生石灰和黏土則反之。由此可知，加入添加劑后污泥重金屬的形態發生變化，當向穩定態轉化時即起到了固定重金屬的作用；不同添加劑對同一金屬的穩定效果不同，即使是同種添加劑對不同金屬的穩定作用也不一樣，有時甚至會起相反的作用，因此在實際中應綜合考慮各種重金屬后選擇適宜大多數重金屬穩定的添加劑。 　　Gan等學者將近年來發展的微波法應用于污泥重金屬的穩定，之后一些學者研究了微波在添加劑的作用下對重金屬的穩定效果。Chen等研究了微波在不同添加劑作用下對重金屬銅的穩定作用，表明鐵粉比其它添加劑如碳酸鈉、硅酸鈉等在促進銅離子的穩定方面效果更顯著，能將銅離子的濃度從179.4mg/L降低到6.5mg/L。Hsieh等則深入探索了微波處理重金屬的影響因素，認為適當的提高微波功率，延長反應時間，在加熱過程中通入惰性氣體N2等方法均能促進金屬銅的固定。微波法固定污泥中的重金屬是微波輻射通過破壁、堆積、包埋、固定、成孔過程將重金屬有效的閉塞在固定的孔穴實現的。已有文獻關于微波法對重金屬銅固定的研究較多，對于其它重金屬的固定效果研究較少，并且微波法目前還局限于室內試驗，對于實際大批量污泥的處理仍存在很多問題。 　　2 污泥重金屬的去除 　　2.1吸附法 　　吸附法是利用具有特殊結構或化學成分的物質來分離去除重金屬的方法。Kosobucki等探索了經濟有效且易獲得的地質材料天然沸石對污泥重金屬進行研究，表明添加2%的斜發沸石，經5h震蕩后，粒徑為0.7-1.0mm的沸石吸附重金屬的效果最好。沸石礦物具有開礦的硅氧格架，在晶體內部形成很多孔徑均勻的孔道和內表面很大的空穴，因而對重金屬離子有很強的吸附性。此外，一些微生物具有的獨特細胞壁結構和成分使其也具有吸附能力。一般認為，微生物吸附主要是生物體細胞壁表面的一些具有金屬結合、配位能力的基團如羥基、羥基等通過與吸附的重金屬離子形成離子鍵或共價健來達到去除重金屬離子的目的。Brinza等發現藻類可以吸附一種或多種重金屬離子；Klimmek等研究了30種藻類對Pb、Cd、Ni和Zn的吸附作用，其中藍藻對4種金屬的吸附量最高。Romera等對37種藻類生物吸附重金屬的情況進行了比較，認為紅藻、綠藻和褐藻3大藻中，褐藻的吸附容量較高。這些藻類具有較強的吸附能力可能是由于細胞壁外有一層黏性物質，這類物質因含有糖醛酸而具有很大的結合金屬離子的能力。由此可知利用藻類對污泥重金屬進行吸附可以同時實現多種金屬的吸附且吸附量大，藻類吸附劑還具有成本低、選擇性好等優點，因而具有較為廣闊的發展前景。 　　2.2化學淋濾法 　　化學淋濾法處理污泥中的重金屬通常是采用硫酸、鹽酸或硝酸等將污泥的酸度降低，通過溶解作用，使難溶態的金屬化合物形成可溶解的金屬離子；或者用EDTA、檸檬酸等絡合劑通過離子交換作用、酸化作用，鰲合劑和表面活性劑的絡合作用，將其中的重金屬分離出來，達到減少污泥重金屬總量的目的。Stylianou等研究了酸處理對雅典市政污水污泥重金屬去除的影響，結果表明當反應溫度為80℃，濃度為20%的硫酸與污泥作用30min后對污泥重金屬的去除效果最明顯，其中Ni、Cu、Cr和Zn的去除率高達70%以上，對Pb的去除效果不是很明顯。無機酸處理雖然對大部分金屬去除效果較好但其環境危害性大，為此黃翠紅等[25]對有機酸檸檬酸去除化工廠污泥中的鎘、鉛進行研究，發現當pH值在3左右，檸檬酸濃度0.2mol/L，搖床轉速200r/min，反應時間1d時，污泥中鎘、鉛的最大去除率分別為91.5%和96.5%，且用此法去除其它污泥中的重金屬鎳、銅也取得了很好的效果。與無機酸有所不同，有機酸檸檬酸能高效的去除重金屬是由檸檬酸的酸性和陰離子的絡合特性共同發揮作用的結果；同時檸檬酸易于生物降解，對環境污染較小。一些學者還認為：僅用酸來降低污泥的pH值不利于重金屬硫化物向可溶態離子形式轉化，當污泥的氧化還原電位Eh值升高時，金屬硫化物才能被氧化成硫酸鹽溶解出來。為此，Yoshizaki等采用8%的磷酸和H2O2的室溫下處理污餅，水力停留時間1h的處理效果即可與1mol/L的鹽酸相當，在H2O2存在的情況Cu很容易從污泥中去除，大部分磷酸可以循環利用。由于加入H2O2提高了污泥的氧化還原電位，因而重金屬的瀝濾效果得到了進一步的提高。 　　2.3電動修復法 　　電動技術最初于20世紀80年代應用在土壤重金屬的去除中，在城市污泥重金屬去除中的應用剛起步。電動修復法的去除效率與重金屬的形態有關，Akertche等的研究表明污泥中重金屬的形態是影響重金屬遷移和電動修復效果的重要因素。kin等通過現場實驗得出了類似的結論，表明電動過程對可交換態重金屬的去除率可達92.5%，而有機態和殘渣態重金屬的去除率分別為34.2%和19.8%。一些學者嘗試將酸化后的污泥進行電動修復試驗，Wang等的研究表明經酸化后污泥中的重金屬去除率顯著提高，其中Zn、Cu和Ni的去除率高達90%以上，Cr的去除率達68%，As的去除率達31%，經電動修復技術處理后重金屬Zn，Cu，Ni，Cr和Pb的濃度均達到了美國環境保護部關于污泥農用的限制標準。袁華山等研究了經HNO3酸化后脫水污泥在電動力作用下，Cd、Zn和Cu的去除率都有明顯的提高，分別比未酸化的污泥去除率增加11%、9%和6%。電動修復技術作為一門新型的綠色環保修復技術，去除效率高，特別是對酸化污泥效果更好，能同時去除幾種重金屬，從技術層面是可行的；但對于更深層次的遷移特性及運行成本等問題仍有待進一步研究。 　　2.4生物淋濾法 　　生物淋濾技術是利用自然界的微生物通過直接作用或其他代謝產物的間接作用，產生氧化、還原、絡合或溶解作用，將固相中的某些不溶性成分如重金屬分離浸提出來的一種技術，其中應用最廣泛的是氧化亞鐵硫桿菌與氧化硫硫桿菌。 　　Wong等研究了在FeS2作用下，利用厭氧消化污泥分離出的嗜酸氧化亞鐵硫桿菌能使污泥中Zn的去除率達99%，Cr為65%，Cu為74%，Pb為58%，Ni為84%，效果極為顯著。也有一些學者嘗試將其它菌種用于生物濾淋中，Mulligan等從尾礦中分離出黑曲霉，其處理的最大溶出率Cu為68%，Zn為46%，Ni為34%。生物濾淋法去除污泥中重金屬的效率取決于微生物的活性和重金屬的種類與形態，因此實際應用此法時，不僅要控制好溫度、pH值、Eh值、生物的種類與濃度，還應考慮污泥的種類、濃度和重金屬種類等因素的影響，要取得顯著的處理效果，應綜合考慮多種因素并嚴格控制其工藝條件。