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(森林培育专业论文)城市垃圾渗滤液重金属污染特征及修复研究.pdf.pdf 免费下载
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独创性声明 本人声明,所呈交的学位( 毕业) 论文,是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果,并且是自己撰写的。尽我所知,除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外,论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本 研究做出贡献的同志,都在论文中作了明确的说明并表示了谢意,如被查有侵犯 他人知识产权的行为,由本人承担应有的责任。 学位c 毕业,论文作者亲笔签名: 岔、妩夸日期: f ,名 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定,即学 校有权送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或 部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密,在 年后解密可适用本授权书。 口 不保密,本论文属于不保密。口 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名:恢帕7 争 日期:p - f 不留 指导教师亲笔签名: 3 嗽 i : 日期:聊f g 福建农林大学2 0 0 0 届硕士研究生论文 城市垃圾渗滤液重金属污染特征及修复研究 摘要 随着城市规模的不断扩大,城市垃圾产量剧增,垃圾污染e t 趋严重。特别是城市垃圾中的重 金属污染囡具有积累性、滞后性、隐蔽性的特点,可通过食物链在人体中积累,给人类带来很多 疾病这些疾病不易被察觉,一旦被发现就很难治愈,因此城市垃圾中重金属污染及其治理受到 世界各国的普遍关注。虽然国内外对城市垃圾的污染问题上己进行过不少研究,但多是对垃圾处 理场b o d 、c o d 、n h 3 - n 等指标的研究监测,对垃圾及其渗滤液中的重金属监测研究较少,而 且目前采用的重金属污染治理方法存在投资大、治理成本高和治理效果差等问题。因此如何筛选 出治理成本低和效果好的城市垃圾渗滤液重金属污染修复技术已成为当前城市发展过程中急需 解决的重人课题。 有鉴丁此,本研究采用全面踏查和典型调查相结合的方法,对福建省主要城市( 包括福州、 厦门、泉州、漳州、龙岩、三明、南平) 垃圾处理场的垃圾污染现状进行详细调查,分别从垃 圾产量、物理组成、垃圾渗滤液中b o d 、c o d 、n h 3 n 及重金属污染等方面分析了福建省主要 城市垃圾的处理、污染及其治理现状。并在对福建省主要城市生活垃圾的处理现状全面了解基础 上,通过室内模拟试验,分别利用7 种物理吸附剂( 沸石、焚烧灰、炉灰、草木灰、木炭、赭石、 活性炭) 、4 种化学絮凝剂( f e s 0 4 、a i c l 3 、f e c l 3 、 a 1 2 ( s o 。) 3 ) 利3 种水生植物进行垃圾渗滤 液中重金属的污染去除研究,比较不同物理吸附荆、化学絮凝剂利水生植物对垃圾渗滤液重金属 污染的去除效果,试图从中筛选出治理成本低和治理效果好的城市垃圾渗滤液重金属污染修复技 术,供南方城市垃圾处理场推广应用。主要研究结果如f : ( 1 ) 福建不同城市的垃圾产量均呈逐年迅速增长趋势,垃圾产量与城市人口、经济发展水 平明显相关。福建不同城市垃圾产量的增长速度大约在1 0 2 0 之间,其中福州和厦门的增长比 较快。福建主要城市垃圾处理场的垃圾处理方式比较单一,以垃圾填埋为主;垃圾多未经分类处 理,对电子垃圾和垃圾中重金属污染处理重视不够;福州、厦门、三明、南平主要采取垂直防渗 措施进行垃圾场渗滤液防渗处理,防渗效果较差,有些城市垃圾场渗滤液根本没有防渗处理就直 接排放;而泉州、龙岩、漳州则采取水平防渗措施,防渗效果比较好。 ( 2 ) 对福建省七个城市垃圾处理场垃圾渗滤液的分析发现:根据国家污水综合排放标准 ( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 中的三级标准,福建省七个城市垃圾渗滤液中的b o d 、c o d 、n h 3 n 等指标均 远远超过该标准,三明、漳州、龙岩、福州、厦门垃圾处理场垃圾渗滤液中锰的含量都超标,福 城市垃圾渗滤液重金属污染特征及修复研究 州垃圾渗滤液的镍和镉、厦门垃圾渗滤液的镍均超标,其中福州市垃圾渗滤液的锰超标1 5 6 倍。 与国家地面水环境质量标准v 类标准( g b 3 8 3 8 8 8 ) 相比,福建省七个城市圾渗滤液只有锌未超 标,其它五种重金属( c d 、c r 、p b 、m n 、n i ) 均超标,其中福州垃圾渗滤液中锰、铅、镉超标 3 2 2 、1 3 、1 8 0 倍,厦门垃圾渗滤液中镍超标1 7 倍,泉州垃圾渗滤液中铬超标1 3 3 倍。 ( 3 ) 不同填埋时间垃圾填埋场垃圾渗滤液中的重金属污染存在明显著异。随填埋时间的增 加,垃圾渗滤液的口h 值和重金属含量均呈增加趋势,其中填埋1 1 年垃圾场渗滤液的m n 、z n 、 p b 、c d 、c r 和n i 分别比填埋2 年的增加3 6 倍、1 9 0 倍、10 倍、1 1 0 倍、3 0 倍和1 3 倍。 对福州垃圾填埋场渗滤液的月动态监测表明:不同月份垃圾渗滤液中不同重金属含量变化较大, 没有一定的规律性,但渗滤液中的p h 值有逐月增大的趋势。 ( 4 ) 福建不同城市垃圾处理场渗滤液浸蚀土壤的重金属污染存在明显差异。三明、漳州、 泉州、龙岩、福州、厦门、南平垃圾处理场渗滤液浸蚀土壤中的p b 、c r 、z n 、m n 、n i 分别是当 地土壤背景值的1 0 3 9 倍、1 1 - 3 6 6 倍、1 5 - 3 1 倍、1 2 - 9 6 倍、1 2 - 5 8 倍。与国家城镇垃圾农用 控制标准( g b 8 1 7 2 _ 8 7 ) 相比,福建不同城市垃圾渗滤液浸蚀土壤中的z n 、m n 、n i 均超标,其 中龙岩、漳州的p b 超标,福州c r 超标。垃圾渗滤液浸蚀土壤中的重金属污染程度表现为:c r z n m n n i p b c d 。 ( 5 ) 福建七个城市垃圾处理场渗滤液浸蚀土壤的污染评价结果表明:福州、南平、三明、 和泉州z n 的单项污染指数达重度污染标准,厦门z n 为轻度污染;漳卅的z n 和n i 为重度污染; 龙岩的p b 为轻度污染。z n 达到中度污染。从综合污染指数上看,福州、南平、泉州、漳州、三 明五个城市垃圾处理场渗滤液浸蚀土壤的复合污染均达到重度污染水平,龙岩和厦门为轻度污 染。 ( 6 ) 赭石、活性炭、木炭、人造沸石、草木灰、垃圾焚烧灰、炉灰七种物理吸附剂对不同 重金属的去除研究发现:七种物理吸附剂对不同重金属均有较好的去除效果。在试验的不同物理 吸附剂中,赭石对重金属去除效果最好经赭石处理的重金属废水均未超出国家地面水环境质量 标准v 类标准,因此赭石非常适合在南方垃圾渗滤液中重金属污染治理上应用。赭石对铅的最佳 吸附条件为加入量2 0 9 l 、p h 为8 - 8 5 和振荡时间1 2 0 m i r a 对锰的最佳去除条件为加入量4 0 9 l 、 p h 为1 0 - 1 0 5 、振荡时间1 2 0 m i n , 镍最佳去除条件为加入量2 0 e , l 、p h 为2 - 2 5 、振荡时间1 2 0 r a i n ; 对镉的最佳去除条件为加入量4 0 p j l 、p h 为1 0 - l o 5 、振荡时间6 0 m i n ;对锌去除最佳去除条件为 加入量4 0 9 l 、p h 为1 0 - 1 0 5 、振荡时间1 2 0 m i r a 对铬晟佳去除条件为加入量2 0g , l 、p h 为4 - 4 5 、 振荡时间1 2 0 m i n 。木炭、草木灰和炉灰对m n 的去除效果均比活性炭的去除效果好,可以代替活 性炭。垃圾焚烧灰吸附重金属后的废水达到了污水排放标准,可考虑作为垃圾渗滤液污染治理的 2 福建农林大学2 0 0 6 届硕士研究生论文 吸附剂。 ( 7 ) p h 对物理吸附剂吸附重金属效果有很大影响。炉灰和草术灰对人种重金属去除效果影 响最大的因素是p h 。除活性炭对c r 和p b 、焚烧灰对c r 、木炭对n i 、赭t 耐n i 与c d 、沸石对 p b 、m n 、c d 、z n 的去除效果受吸附剂加入量的影响较大外,其它实验的去除效果均是p h 的影 响最大。因此p h 是影响重金属去除效果的主要因素。同时振荡时间对吸附效果也有显著影响, 但不是主要影响因素。 ( 8 ) 四种化学絮凝剂a l 2 ( s 0 4 ) ”a l c l ”f e s 0 4 7 h 2 0 、f e c l 3 对模拟垃圾渗滤液的六种 重金属进行的絮凝实验发现:不同化学絮凝剂对重金属均有一定的去除效果,其中f e c l ,对p b 、 m n 、c d 、和z n 的去除率最大,对n i 和c r 也有较好的去除效果,对p b 、m n 、n i 、c d 、z n 、c r 的最大去除率分别可达9 6 5 5 、1 0 0 、9 7 7 7 、1 0 0 、9 8 4 8 、7 62 6 ,处理后的废水达到污 染排放的标准,因此f e c | 3 在四种絮凝剂中最适合应用于废水重金属的治理。a 1 2 ( s 0 4 h 对n i 的 去除效果最好,适用于n i 含量高废水的处理:f e s o 。对c r 的去除率最高,适合_ 【 j 丁jc r 含量较高 废水的处理。f e c l 3 对铅的去除最好条件为加入量为0 8 0g l 、p h 为1 1 ;对锰去除最好条件为加 入量为0 2 0 9 l 、p h 为l1 :对镍的去除最好条件为加入量为0 2 0 9 l 、p h 为1 i ;对镉的去除最好 条件为加入量为o 2 0 9 i l 、p h 为:对锌的去除最好条件为加入量为o z 0 9 l 、p h 为11 ;对铬去 除的虽好条件为加入量为o 8 0 9 l 、p h 为9 。 ( 9 ) 水浮莲、水葫芦、浮萍3 种水生植物吸附垃圾渗滤液中重金属的研究表明:3 种水生植 物在垃圾渗滤液中生长适应能力较差,最多能成活7 2 h ,7 2 h 后基本上枯萎死亡。3 种水生植物对 垃圾渗滤液中重金属有一定吸附效果,其中水浮莲的吸附效果最好,对n i 、z n 、c r 、c d ,p b 、 m n 的最高去除率分别可达5 0 2 1 、5 0 9 2 、1 0 0 、7 3 2 7 、8 9 9 9 、8 8 5 2 ,适合应用于垃 圾渗滤液中重金属的治理。但不同重金属达最大去除率所需要的时间各不相同,最佳吸附时间还 需进一步的实验来确定。浮萍对铬和铅的去除率最大,适用于铬与铅含量较大重金属废水的处理; 水葫芦对锌的去除率最大,适用于锌含量较大重金属废水的处理,水葫芦对钳的富集转运系数大 于1 ,已具备了铅超富集植物的部分标准。 关键词: 城市垃圾;垃圾渗滤液;重金属污染;植物修复;吸附剂;絮凝剂 主题词; 垃圾渗滤液;重金属污染;吸附剂;絮凝剂 燮鱼些墨望塑堕里垒星望銎堑笙墨堡墨婴壅一 s t u d yo nt h ep o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n d t r e a t m e n to fh e a v y m e t a li nm u n i c i p a lr e f u s el a n d f i l ll e a c h a t e a b s r a c t t h ep r o b l e mo f m u n i c i p a ! r e f u s eh a sb e c o m eo n ee n v i r o n m e n t a lp r o b l e mb a d l yi nn e e do f s o l u t i o na s 也em u n i c i d a ld e v e l o p i n g 。t h el a n d f i l ll e a c h a t ei s t h ei n e v i t a b l ep r o d u c to fr e f u s el a n d f i l la n di t s t r e a t m e mh a sb e c o m eat o p i cb a d l yi nn e e do fs o l u t i o n ,t o o h e a v ym e t a lp o l l u t i o n i sp a ym o r ea t t e n t i o n t ot h ew o r l dr e c e n t l yb e c a u s ei t sa c c u m u l a t i v e ,l a g g i n g ,d o r m a n t ,a n di tc a nt r a n s f e r t op e o p l ed i r e c t l y o rb yt h ef o o dc h a i n ,a n dd a n g e r o u st ot h eh e a l t ho fp e o p l ew h e ni t h a sac e r t a i nc o n t e n ti nb o d y p o i l u t i o n 卸dt r e a t m e n to fh e a v ym e t a li nt h em u n i c i p a lr e f u s eh a sb e c o m e o n eh o t s p o t ,a n dp a ym o r e e t t e n t i o nt ot h ew o r l d 1 nv i e wo ft h e s er ea :s o n s ,a d o p t i n gt h em e t h o do fs t e po na n dc h e c ki na na l l r o u n dw a ya n dt y p i c a i i n v e s t i g e t i o n ,t h er e s e a r c hi n v e s t i g a t e dt h ep o l l u t i o no f r e f u s ea b o mt h em a i nc i t ) | l a n d f i l ls i t e ( i n c l u d i n g f u z h o u x j a m e n ,q u a n 2 1 1 0 u ,z h n n g z h o u ,l o n g y a n ,s a n m i n ga n dn a n p i n g ) o ff u j i a np r o v i n c e t h 。 r e s e a r c ha n a l y s e dt h ec u r r e n ts t a t u sa n dp o l l u t i o nt r e a t m e n tr e s e a r c hr e v i e wf r o mm u n i c i p a l r e f l l s e o u t p 此w a s t ep h y s i c a lc o m p o n e n t , h a z a r d s ,h e a v ym e t a lp o l l u t i o n o n t h eb a s i s o f o v e r a l lu n d e r s t a n do f c u 玎e n t 订e a t m e n ts i t u a t i o na b o u tm a i nm u n i c i p a lr e f u s e l a n d f i l ls i t eo ff u j i a np r o v i n c e b yt h e s i m u l a t e dt e s t 。u t i l i z i n g7k i n d so fp h y s i c a la d s o r b e n t s ( z e o l i t e ,i n c i n e r a t i o na s h e s ,s l a g ,p l a n a s h , c h a r o o a i o c h r e ,a c n v ec a r b o n ) ,4k i n d so f c h e m i c a lf l o c c u l a n t ( f e s 0 4 ,a i c l 3 ,f e c b ,a i : ( s 0 4 ) 3 ) ,a n d3 k i n d so fh y c i r e p h y t e s ,w ec a r r i e dt h r o u g ht h ep o l l u t i o nr e m o v i n gs t u d yo fh e a v ym e t a l i nl a n d f j l j l e a c h a t e dd i s c u s s e dr e m o v i n ge f f e c t o fd i f f e r e n tp h y s i c a la d s o r b e n t s ,c h e m i c a lf l o c c u l a n ta n d h y c l r o p h y t e s c h o o s i n gt h er e p a i r i n gt e c h n i q u e b o t he f f e c t i v ea n di n e x p e n s i v e t h em a i nr e 5 “1 t 5o f r e s e a r c ha r ea sf o l l o w s : 1 t h et u r n o u to fm u n i c i p a lr e f u s eo fd i f f e r e n tc i t i e ss h o w e dat r e n do fi n c r e a s eo b v i o u s l yi nf u j i a n d r o v i n c e m u n i c i p a lr e f u s eo u t p u tw a so b v i o u s l yr e l e v a n t t ou r b a np o p u l e t i o na n de c o n o n l i 。 d e v e l o p m e n tl e v e l t h eg r o w t hr a t eo ft h eo u t p u to fd i f f e r e n tc 耐w a sp r o b a b l y1 0 - 2 0 ,f u z h o u a n d x i 锄e ni n c r e a s e df 缸t e lt h et r e a t m e n tm e t h o d so fm u n i c i p a lr e f u s ew a ss i n g l e ,t a k i n gl a n d f i l l o f r u b b i s ha st h em a i nm e t h o d m o s to ft h er e f u s ew a sn o tc l a s s i f i e da n dd e a l tw i t h ,t h et r e a t m e n to f e l e c t r o n i cg a r b a g ea n dh e a v ym e n t a lp o l l u t i o nw a sn o tp a ym o r ea t t e n t i o n f u z h n u ,x i a m e n ,s a n m i n g 4 福建农林人学2 0 0 6 届硕士研究生论文 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - - _ _ _ - _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ a n dn a n p i n gm a i n l yt o o kv e r t i c a li m p e r v i o u sm e a s u r e s ,t h er e s u l to fi m p e r v i o u sm e a s u r e sw a sw o r s e ; b u tq u a n z h o u ,l o n g y a na n dz h a n g z h o um a i n l yt o o kh o r i z o n t a li m p e r v i o u sm e a s u r e s ,t h er e s u l tw a s b e a e r s o m eo ft h el a n d f i l ll e a c h a t ed i r e c tl e tt ot h ee n v i r o n m e n ti np o o rc i t y , s oi tb r i n gm o r ep o l l u t i o n t ot h el a n d f i l la n da r o u n da r e a 2 t h ea n a l y s i so ft h el a n d f i l ll e a c h a t eo fl a n d f i l ls i t ei n 7 c i t i e so ff u j i a np r o v i n c es h o w e d , a c c o r d i n gt og r a d et h r e eo fi n t e g r a t e dw a s t e w a t e rd i s c h a r g es t a n d a r d ( g b 8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) ,b e d ,c o d , n h 3 ne x c e e d e dt h es t a n d a r db a d l y t h ec o n t e n to fm ni ns a n m i n g ,z h a n g z h o u ,l o n g y a n ,f u z h o u , x i a m e n ,t h ec o n t e n to f n ia n dc di nf u z h o u ,t h ec o n t e n to f n ii nx i a m e na l le x c e e d e dt h es t a n d a r d ,a n d t h ec o n t e n t o f m n i nf u z h o ue x c e e d e d t h es t a n d a r d l 5 6 t i m e s a c c o r d i n gt on a t i o n a lg r o u n dw a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t y l e v e lvs t a n d a r d ( g b 3 8 3 8 - 8 8 ) ,o n l yt h e c o n t e n to f z nd i dn o te x c e e dt h es t a n d a r d ,t h eo t h e rf i v ek i n d sh e a v ym e t a l ( c d 、c r 、p b 、m n 、n i ) a 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e r e n th e a v ym e t a lo fl a n d f i l ll e a c h a t ei nd i f f e r e n tm o n t hc h a n g eg r e a ta n dn o r e g u l a r i t y , b u tt h ep h o f l a n d f i l ll e a e h a t es h o w e dt h e e n do f i n c r e a s e 4 t h ep o l l u t i o no f h e a v ym e t a li ns o i lp o l l u t e db yl a n d f i l ll e a c h a t ei nl a n d f i l ls i t eo f d i f f e r e n tc i t i e so f f a np r o v i n c ee x i s t e dt h eo b v i o u sd i f f e r e n c e t h ec o n t e n to fp b ,c r , m n ,z na n dm ni ns o i lp o l l u t e d b yl a n d f i l ll e a c h a t ew a sr e s p e c t i v e l y1 0 - 3 9 ,1 1 - 3 6 6 ,1 5 - 3 1 ,1 2 - 9 6 ,1 2 5 8t i m e st h a nt h ec o n t e n to f t h el o c a ls o i li ns e v e nc i t i e s c o n t r a s t i n gw i t ha g r o c o n t r o ls t a n d a r d sf o ru r b a ng a r b a g e ( g b s l 7 2 8 7 ) ,t h ec o n t e n to f z n ,m na n d n ii nd i f f e r e n tc i t i e sa l le x c e e d e dt h es t a n d a r d ,t h ec o n t e n to fp bi nl o n g y 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