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赤泥土壤化初步研究

2021-06-25 来源:欧得旅游网
华中科技大学硕士学位论文赤泥土壤化初步研究姓名:黄琼华申请学位级别:硕士专业:生态学指导教师:肖波20080602

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摘 要

赤泥是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物,产量巨大。本文在总结国内外赤泥利用现状,并结合植物修复、土壤改良技术的基础上,提出了能一次性大量消耗处理赤泥的无害化方法——赤泥土壤化技术。

赤泥土壤化技术主要是根据赤泥的具体成分和理化性质,研制出能够降低赤泥的碱性和重金属含量的添加剂,使改良后的赤泥具备植物生长的基本条件,并筛选出适合大规模种植的植物,从而达到以低成本对赤泥进行无害化处理的效果。

本文主要选取了石膏、磷石膏、生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥等作为改良剂成分进行配比试验。针对改良剂的不同配比情况,选择了紫花苜蓿、黑麦草、美洲菊苣、高羊茅等四种植物进行盆栽试验,结果表明植物的生长情况随着有机添加剂的增加而呈上升趋势,混合添加剂的改良效果比单一添加剂的改良效果要好。在添加剂相同的情况下,黑麦草、紫花苜蓿的生长情况比美洲菊苣、高羊茅要好。

通过渗滤液试验,结果表明,在赤泥与磷石膏混合后,渗滤液中Cd、Be的浓度降低到地下水三类标准以下水平,而As、Se、Hg则因为混合而使含量急剧上升,远大于地下水体三类标准。赤泥与生物质粉体混合后,渗滤液中除了Se的含量稍高于地下水体三类标准外,其他9种重金属及其他污染水体的元素均达到了要求,由于添加了生物质粉体,使As和Hg的含量从较高的污染水平下降到安全的浓度范围。 赤泥土壤化简单可行,吃渣量大,成本低,环境、社会效益明显。

关键词:赤泥; 土壤化; 改良剂; 盆栽试验; 渗滤液

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Abstract

Red Mud is the waste of the alumina industry, which yield is tremendous. Through summarizing the present utilization situation of the Red Mud at home and abroad, combined with the plant repair and soil improvement technology, this paper propose a new technology of utilization of Red Mud——the soil-conversion of the Red Mud.

The soil-conversion technology is basis with the specific component and the physical and chemical properties of the Red Mud, explore the additives which can decrease the alkaline and the content of heavy metal in the Red Mud, make the improved Red Mud suitable for the plant growth, and screening the pant which suitable for large-scale planting. Thus we can deal with Red Mud by Harmless Treatment with low cost.

This subject use gypsum, phosphogypsum, biomass powder, waste compost product, activated sludge as the component of the modifier. Focusing on the different proportion of the modifier, we choose alfalfa, ryegrass, america chicory and tall fescue for the pot experiment. The results showed that the plant growth situation is better when the organic addition quantity increase. The growth situation is better in the mix addition than in the single addition. In the same addition, the growth situation of alfalfa and ryegrass is better than america chicory and tall fescue.

The result of the leachate experiment showed, when Red Mud mixed with phosphogypsum, the concentration of Cd、Be in the leachate reduced to lower than the ground water quality standards III, but the concentration of the As、Se、Hg increase quickly because of the mixing, higher than the ground water quality standards III. When Red Mud mixed with the biomass powder, except the concentration of Se in the leachate is a little higher than ground water quality standards III, the other 9 heavy metal elements are all in the safe scale, because of the addition of biomass powder, the concentration of As、Hg reduced to lower than standards III from high level.

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The technology of the soil-conversion of the Red Mud is a simple way to deal with mass Red Mud, which can get huge economic, environmental and social benefits with low-cost.

Key words: Red

III

Mud; Soil-conversion; Modifier; Pot experiment; Leachate

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名: 日期: 年 月 日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□, 在 年解密后适用本授权书。

本论文属于

不保密□。

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指导教师签名: 日期: 年 月

日期: 年 月 日

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1 绪 论

1.1 课题来源

本学位论文是贵州省平坝县宏大铝化工公司的赤泥资源化项目,并结合山东铝业所产赤泥进行对比试验研究。

1.2 课题研究背景

1.2.1 赤泥

赤泥是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物。随着铝工业的发展,目前全世界每年排放的赤泥约7000万吨以上,中国赤泥每年的排放量也有700万吨以上,长期占用大量土地,造成土地碱化,地下水受到污染,危害人们的健康。这么多赤泥堆场不仅占用土地资源,而且赤泥堆上寸草不生,容易产生扬尘和山体滑坡,破坏了铝厂周边的自然生态环境[1-2]。

随着氧化铝生产技术的不断改进和提高,其产量也逐年提高,采用了较为先进的生产技术,但是氧化铝生产过程中的副产品——赤泥——始终是一个亟待解决的问题。目前,由于生产氧化铝产生的赤泥一直没有采取妥善的处理措施,加之连年生产,虽然进行了一系列的回收利用尝试,但都或多或少的存在问题。现在国内氧化铝公司以山铝为例,其赤泥堆场 1600 万吨的赤泥已堆放成 70 多米高的金字塔型,形成了严重的污染[3]。如何处理和利用这些碱性赤泥废弃物,已成为社会关注的热点难题。

赤泥,因其为赤红色泥浆状而得名。赤泥是氧化铝生产过程中产生的最大废弃物,也是氧化铝生产的最大污染源。由于生产方法和铝土矿品位的不同,每生产一

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吨的氧化铝大约要产生 0.5~2.5 吨的赤泥,每吨赤泥还附带有 3~4m3的含碱废液。赤泥依氧化铝生产方法的不同,可分为烧结法、拜耳法和联合法赤泥三种。由于铝土矿的含量丰度不同,国内外氧化铝生产所采取的方法也不同。除我国和前苏联外,其他各国均采用拜耳法生产,拜耳法产量约占世界总产量的 90%以上。拜耳法生产采用的是,强碱NaOH溶出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型铝土矿,产生的赤泥中氧化铝、氧化铁、碱含量高;烧结法和联合法处理的是难溶的高铝、高硅、低铁、一水硬铝石型、高岭石型铝土矿,产生的赤泥CaO含量高,碱和铁含量较低。我国主要是以一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝的烧结法、联合法赤泥,其主要成分为硅酸二钙及其水合物;国外则以拜耳法为主,拜耳法赤泥的主要成分为赤铁矿、铝硅酸钠水合物、钙霞石等[4-6]。

我国大部分铝厂都采用平地堆积的方法存放赤泥,这种平地筑坝堆积,冬春季易出现问题是局部裂纹表面风化,夏季赤泥坝的防洪问题相当大。一旦垮坝,对周围人员和财产将造成不可估量的损失。因此,铝业公司必须投入大量人力物力对赤泥堆场进行管理。

赤泥的主要污染物是碱、氟化物、钠和铝等,这些污染物经各种途径进入地下水,随着食物链进入人体,或者人们长期饮用含有这些污染物的地下水,各种污染离子就会在人体内富集,对人体造成危害。碱对人体的危害往往不是直接的,一方面,高碱度的污水渗入地下水或者地表水,使水体的pH值升高,对水造成污染;另一方面,pH值的高低常常影响水中化合物的毒性[7]。水中氟含量超标会对人体造成氟骨症、氟斑牙等。赤泥中氟化物含量远超过国家标准,其长期影响不容忽视。铝对人体的危害主要表现在使人的消化功能下降以及影响肝功能,另外对人脑神经也会产生不利影响。赤泥滤水在进入地下水体的过程中,除将本身的污染物带入外,同时通过溶滤作用将大量的硫酸根离子钙离子带入地下水体,造成二次污染。赤泥中其它离子对水质的影响也是非常深远的。由于赤泥中含有的上述有害物质,随着雨水的冲刷,赤泥滤液渗到土壤水系河流中,对地下水、地表水和周围环境造成严以山东铝厂为例,其第一赤泥堆场由于堆存初期未采取有效防渗措施致使重污染[8]。

地下水源遭受严重污染,污染深度达200-700m,造成赤泥堆存区地下水永久性碱化。

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新建的第二赤泥堆场为防止污染地下水,在建场时底部构建厚达lm的防渗层,并在堆场周边地下水流的迎水面设计一定高度的迎水墙,以防赤泥碱液的入渗。同时,赤泥堆存表面晒干后在大风天会产生沙尘对大气和周边环境造成污染。贵州宏大铝化工公司目前也面临赤泥堆场饱和,管理难度大,影响附近居民的生活环境质量等因此,如何处理和利用这些碱性赤泥废弃物,已成为社会关注的热点难题。 问题[9-10]。

1.2.2 磷石膏

磷石膏是磷铵生产过程中产生的一种废料,含有一定的有机磷和无机磷残留成分,使得磷石膏呈酸性。目前的生产工艺,每生产1吨磷铵就要排出4吨左右的磷石膏。磷石膏只能当废渣处理,露天堆放,年复一年,占用大量土地。磷石膏中可溶性乃和等随雨水出,产生酸性废水,长期渗漏到地下,会影响地下水,对环境造成污染。我国是世界磷石膏排出大国,全国每年的磷石膏排出量达到一万吨,居世界第三,但利用率很低。大量的磷石膏堆积,不仅制约企业的发展,而且构成一种污染源。

磷石膏呈强酸性,pH值约1.5-2.0。磷石膏是多组份的复杂的结晶体,一般含结晶水19%左右,附着水4%~12%。磷石膏不同于天然石膏,它的纯度虽高达90%以上,但含有一些危害人体健康及生物生长的有害杂质,所以它的任意排放,不仅占用大量土地,污染环境,而且会给生态带来危害[11-12]。

我国拥有世界磷矿资源的8.3%左右,资源占有率位居世界第三,磷矿和磷肥产量为世界第二,与美国、俄罗斯、摩洛哥同属磷供应大国。同时,我国磷肥消费量位居世界第一,占世界总消费量29.7%的左右,是世界最大的磷肥进口国之一。由于在我国约70%的可耕地缺磷或严重缺磷,需要补施含磷肥料,所以磷肥供求矛盾十分突出。因此,合理开发利用我国磷矿资源具有十分重要的现实意义。我国有磷矿的省区共有27个,但70%以上的储量都集中在云南、贵州、湖北、湖南和四川5省,且品位在25%~30%P2O5的富磷矿仅占10%左右,只分布在云贵高原。而贵州拥有开阳、瓮福两大大型富磷矿,有贵州宏福实业开发有限总公司和贵州开磷集团有限责任公

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司两家大型磷矿企业,因此磷肥及磷化工己成为贵州一大支柱产业,总生产能力己达100万t/a以上,在国内居第一位[13-15]。

因此,如何用经济高效的技术来解决贵州省当地的赤泥及磷石膏对环境的影响是一个迫在眉睫的紧要任务。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 赤泥的国内研究现状

目前我国已成为世界第二大氧化铝生产国,现国内主要有六大氧化铝生产厂,分别位于山东、山西、河南、贵州、广西。氧化铝产能达到1000万t,赤泥产生量1100万t左右。由于我国铝土矿资源类型特殊,其矿石特点决定了我国氧化铝生产方法除了广西平果铝业公司采用拜耳法生产氧化铝外,其余均采用烧结法和混联法。我国拜耳法赤泥的特点是:铁及氧化铝含量高;混联法的特点是:铁碱含量低,氧化钙含量高。针对两种不同特性的赤泥,我国冶金工作者在赤泥综合利用方面取得了以下成就。

1)利用赤泥生产水泥

烧结法生产氧化铝所产生的赤泥,由于含有大量的硅酸二钙等水泥矿物成分,可以用来生产水泥。这在山东铝业公司和中国长城铝业公司己见成效。其工艺方法是将洗涤沉降后的赤泥过滤,将滤饼和石灰石、砂岩等原料混合,磨成水泥生料,经回转窑烧成水泥熟料,再经掺入混合材磨制成水泥。由于赤泥已经过湿磨的磨制,赤泥的加入不仅不影响其它物料的下料量,反而起到了助磨剂的作用。赤泥中含有大量的水泥矿物成分硅酸二钙,在烧结过程中起到了增进率低及抗硫酸盐侵蚀性性能好等特点。这种水泥适用于施工速度快和早强高的构件及水工工程盐化工程等硫酸盐含量高的工作环境工程。但是由于影响水泥中赤泥配比的因素不少,主要有:一是石灰石,石灰石中氧化钙含量每升高或降低1%,就相应增加或减少4%~6%的赤泥配比;二是赤泥中的氧化钙,其中的氧化钙每升高或降低1%,相应增加或减少赤泥

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配比1%~2%;三是燃料用量,烧成煤每升高或降低1%,相应减少或增加赤泥配比0.3%~1.0%;四是饱和系数高低,饱和系数每升高或降低0.01,相应减少或增加赤泥配比0.3%~0.4%;五是硅酸率,硅酸率每提高或降低0.1相应减少或增加赤泥配比4%~6%;六是赤泥碱含量,其碱含量升高将会导致水泥生料和熟料中的碱含量增加[16-17]。由于赤泥含碱量高,赤泥配比受到水泥含碱指标的限制,难于生产低碱水泥,仍有许多问题困扰赤泥的综合利用。由于赤泥脱碱成本太高,使得使用脱碱赤泥生产水泥的成本大增,并且水泥的标号较低,水泥市场的占有率大大降低。

2)利用赤泥作硅肥

利用赤泥生产硅肥的工艺是先将赤泥脱水再经120~300oC烘干活化,并进行粉磨至粒径90-150um,制得硅钙农用肥料。其作用机理是通过改变植物的细胞组织,使植物形成硅化细胞,改善作物果实的品质。硅肥中含有的元素具有弱酸溶性,可改良土壤,提高农作物产量。

3)利用赤泥作新型墙材

山东铝业公司研究院和中国长城铝业公司研究所分别研究成功以赤泥和粉煤灰为原料生产免蒸免烧砖工艺。烧结法赤泥具有水硬特性其中含有制砖的有效成分,二氧化硅和氧化钙等,成分总量占70%,粉煤灰中制砖有效成分占80%是生产免蒸免烧砖的理想成分。把烧结法赤泥和热电厂粉煤灰混合,加入添加剂,进行轮碾、压制和养护,可制出符合国标的免蒸免烧砖[18-19]。

4)从赤泥中提取有价金属

首先将赤泥混料熔炼,在熔炼过程中产生优质生铁,放渣时溶渣粒化,粒化的熔渣送到储槽内,加入30%硫酸溶液在80~90℃下进行强烈搅拌30min到1h浸出,渣酸比是1: 6,浸出后的溶液加入煤油组成的有机溶剂进行萃取,浸出液与有机溶剂的比例是1:6,使有价元素进入有机相中,然后用10%的碳酸钠溶液洗涤,将沉淀物进行焙烧制得有价金属氧化物[20]。

5)利用赤泥作塑料填料

利用赤泥作为塑料填料的研究已进行多年,随着塑料加工及表面处理剂的改进赤泥在塑料行业中的应用取得新的进展。赤泥对PVC(聚氯乙烯)具有显著的热稳定作

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用,它与PVC常用的稳定剂并用时具有协调效应,使填充后的PVC制品具有许多优良性能,如抗老化、良好的热稳定性、较好的补强作用、良好的加工性能、良好的阻燃性和成本低用途广等[21]。

6)利用赤泥作铺路材料

将赤泥滤饼制粒并放入回转窑中烘干烧结,由此制成的粒料比重大、强度高、化学稳定性好,用来铺设公路,完全符合沥青路面表层、中层和底层的要求。若在赤泥中加入速凝剂,可用作寒冷地区的路基材料,防冻性能良好[22-23]。

7)赤泥用于烟气脱硫的研究

国内有将赤泥应用于烟气脱硫的研究,就是将干赤泥替代石灰石与煤炭混合一起在锅炉中燃烧进行脱硫。再者将赤泥用于型煤,其一起到粘结剂的作用,其二,起到脱硫剂的作用[24-25]。同时还利用了赤泥的水硬性的特点,保证燃煤成型后不易破损。

8)水泥赤泥路用混凝土的研究

西安公路交通大学研究了利用磨细赤泥代替部分水泥形成水泥赤泥混凝土。研究结果表明:磨细赤泥代替部分水泥,形成的水泥赤泥混凝土具有良好的物理力学性能,可用于水泥混凝土路面。从力学强度、刚度、温度胀缩性能、耐磨性、渗透性、抗冻性等方面考虑,在赤泥代替部分水泥在用量合适的情况下,水泥赤泥混凝土与普通水泥混凝土的性能基本相当,适合路用水泥混凝土的要求[26]。

9)赤泥微晶玻璃

广西大学的张培新等人以广西平果赤泥为主要原料,在不外加晶核剂的情况下,制得主晶相为钙铁透辉石、理化性能优良的微晶玻璃。根据理化性能测试结果可知,所研制的赤泥微晶玻璃抗折、抗压强度高,化学稳定性好,不仅可用做建筑装饰材料,亦可用做化工、冶金工业中的耐磨耐蚀材料,具有很大的市场竞争力和广泛的应用前景。根据赤泥的化学组成,考虑制备的微晶玻璃的技术性能及满足制备矿渣微晶玻璃的合适的工艺条件,确定基础玻璃组成范围。根据确定的玻璃组成范围,设计了配方进行熔制、微晶化和性能测试,其中赤泥的加入量为 22%~60%。将混合好的配合料加入氧化铝坩埚中熔制,坩埚使用前预先焙烧至1400℃。加料温度为

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1280℃,熔制和均化温度为1380℃,保温时间为 30~100min。浇注成型后,放入 550℃退火炉中退火供晶化使用,玻璃颜色为黑色[27-29]。

1.3.2赤泥的国外研究现状

现阶段,国外对于赤泥的开发,已经摆脱了原有的低价值的重复利用,对赤泥的某种用途有无开发价值,能否产生较好的经济效益,投入了更多的关注,进行了深入研究。

1)赤泥在西班牙的工业催化应用

Fernando V. Diez 等人在早期的研究中,考虑到拜耳法赤泥含有较大量的氧化铁和氧化钛,将赤泥直接硫化活化后,即可作为氢化催化剂。硫化赤泥在与未经硫化赤泥的比较中可以看出,明显的加快了蒽油氢化的反应时间,并且更加具有选择性

[30]

。稍后的研究中,他们选择了一种极为特殊的活化方法,将赤泥溶解于盐酸和磷

酸的混合溶液中,之后将该混合溶液煮沸,用氨水调节pH值至8,然后将所得沉淀经过滤,洗涤,干燥,煅烧,之后再经过硫化作用即可得到相应的催化剂。在测定该催化剂的试验中,测试了其对于蒽油的氢化作用,并且与同类催化剂进行比较,其结果表明该氢化催化剂拥有明显较高的活化性能和较长的活化周期[31]。

从工业角度考虑,利用赤泥作为氢化脱氯作用的催化剂具有比普通商业催化剂更为明显的经济效益。氢化脱氯反应是在连续床固定反应器中进行的,其中温度、压强、氢气流速、催化剂是否硫化和是否存在液相均被考虑在内。硫化赤泥作为一种氢化脱氯作用的催化剂,随着压强和温度的增加,四氯乙烯的转化速率也随之增加,液相存在并未影响反应的进行。动力学反应获取的实验数据也很好的符合了Langmuir-Hinselwood模型[32-33]。从另一个角度讲,此项研究对于环境中氟氯烃类物质的去除有一定的作用。

2)澳大利亚综合利用情况

澳大利亚储有丰富的优质铝土矿资源,目前氧化铝产量位居世界第一,所有氧化铝厂均采用拜耳法生产,产生的赤泥具有很高的碱性,为了防止碱性滤液的渗透,

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采用大规模的干燥处理作业,强化赤泥脱水和蒸发。这种处理方法既能减少环境污染,又能减少湿法堆存较高的基建投资,有利于降低生产成本。同时在这种干堆的赤泥堆上,堆上一定厚度的表土,种上植被进行复垦。同时,澳大利亚还将赤泥用于酸性土壤的改良[34]。赤泥加入量从11~50%可以使酸性土壤的pH值从4提高到pH值6~7,有效改良土壤[35]。

3)美国综合利用情况

美国是世界上第二大氧化铝生产国,采用拜耳法生产,所产赤泥含有大量的氧化铁、氧化铝和碱。针对拜耳法赤泥含铁量高的特性,美国很早就提出了利用赤泥生产铁的方法,并申请了专利。该专利提出用还原焙烧处理赤泥,将赤泥含水率控制在30%以下,再自然蒸发,干赤泥在还原气氛下流态化焙烧,氧化铁转化成磁铁矿,经过磁性分离制成高纯冶金团块。将赤泥、石灰石、碳酸钠与煤混合,磨碎后在800~1000℃条件下,进行还原性烧结,烧结块粉碎后用水溶出,铝有89%被溶出,过滤后滤液返回拜耳法系统回收铝,熔渣进行高强度磁选机分选,磁性部分在1480℃条件下进行还原熔炼产生出铁。非磁性部分用硫酸溶解其中的钛,过滤后的钛氧硫酸盐,锻烧后制得二氧化钛[36-37]。美国凯撒铝和化学公司经过多年研究开发出两种赤泥产品。一种是填充废料覆盖层,就是采用向拜耳赤泥中加入粘结剂,以助于赤泥的输送和土工技术。另一种是吸收剂,吸附液体的能力可和某些工业固体物料竞争。这两种赤泥制品的开发利用,不仅解决了由于赤泥筑坝所带来的环境污染问题,还提高了氧化铝厂的经济效益。美国维尔京群岛氧化铝公司在传统的筑坝干堆技术基础上,研制了一种赤泥利用新技术,即利用赤泥开发成人造土壤。该法是把氧化铝生产过程中所产生的废渣和动物粪便及石灰石混合筑成梯田种上植物。这种方法和传统的覆盖表土相比较,节省费用达8O%[38]。

4)其他国家综合利用情况

匈牙利、日本、德国、加拿大、西班牙等国对赤泥的性质及从中提取铁铝的方法也进行了大量的研究。匈牙利学者提出氧化焙烧处理赤泥熔渣工艺,该工艺通过氧化还原两阶段的反应,获得二氧化钛含量高的炉渣,三氧化二铝和五氧化二钒也在炉渣中得到富集[39]。德国在七十年代初开始用赤泥作沥青填料铺路;西班牙研究

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者提出用60%的赤泥和粉煤灰混合在1050℃焙烧,冷却和加热速度10oC /min,保温2h,可制出符合标准的红色墙面砖,广泛用于建筑业。

目前国外己有许多专家致力于赤泥吸附剂对废水净化的应用研究。利用赤泥吸附剂对废水中的砷、镉、磷等有害元素进行去除。据实验数据,当废水中的pH值为

-1

3.2时,赤泥对三价砷的吸附容量为4.3umol.g,对五价砷的吸附容量为-1

5.07umol.g;对锅的吸附容量为30%~45%。但由于赤泥本身含有大量化学物质,赤

泥吸附剂用于水中会对水的浊度有影响,且会带入新的杂质[40-42]。

意大利将赤泥用于陶瓷工业中,一种是用普通制砖粘土与赤泥混掺,赤泥掺量为50%,烧结温度在850℃以内,对制品性能无影响;二是用纯高岭土与20%赤泥混掺在950oC ~1050℃时可获得密度和强度优良的制品[43]。

印度利用赤泥烧制特种水泥,三种配方进行实验。一是石灰石、赤泥、粉煤灰;二是石灰石、赤泥、矾土:三是石灰石、赤泥、矾土、石膏。实验证明利用赤泥烧制特种水泥,矾土是重要因素[44]。

德国日本研究将赤泥用于烟气脱硫,脱硫效率高达90%以上。赤泥用于治理废气分为干法和湿法,干法就是利用赤泥中某些组分的吸附能力吸附废气,湿法是利用赤泥中的碱成分与酸性气体反应[45]。

综上所述,国内外对赤泥的综合应用进行了大量卓有成效工作,但由于碱性赤泥浆料的特殊性质,目前仍存在许多问题。以我国赤泥利用率(水泥原料)最高的山东铝业公司为例,目前只应用大约1/3。大量赤泥仍逐年累月堆存在赤泥堆场上,给社会和环境造成极大危害,寻找赤泥新的出路具有重要意义。

1.3.3 磷石膏利用现状

1)在水泥工业和石膏建筑材料上的应用

从理论上讲,磷石膏可以作为生产水泥、提取硫、制造石膏的基料。用磷石膏生产硫酸和水泥,对硫资源比较缺少的国家来说具有现实意义,一些国家如日本、韩国以及德国等在这方面取得了一定的成绩,磷石膏利用率较高。我国也做了大量

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工作,但实际上仍然存在许多问题。究其原因,主要是未经处理的磷石膏直接应用于水泥生产时有以下危害:磷石膏中的可溶P2O5使磷石膏呈酸性,这就加快了设备的腐蚀同时由于可溶P2O5的存在,水泥的凝结速率不正常,有可能造成水泥强度的降低。磷石膏中含水量一般为20%~30%,这就会造成下料仓的结块、堵塞等。因此,磷石膏在水泥生产中要得到长足的发展,就必须进行改性。磷石膏改性的方法主要有水洗法、锻烧法、化合法和自然陈化法[46-47]。磷石膏用于水泥工业的另一重要途径是制硫酸联产水泥。目前,国际市场硫酸价格持续上涨,对于需求大量硫酸而又缺乏硫资源的磷复肥生产地区来说,以磷石膏制造硫酸的工艺具有客观的现实意义和技术可行性。磷石膏用于生产石膏建筑材料主要是将磷石膏中的二水硫酸钙在不同的转化条件下脱水生成半水石膏,然后再加工成石膏板材、砌块、石膏粉及其它装饰材料[48-49]。虽然我国在二水工艺法研制石膏建筑制品方面做了大量工作[50],但尚未取得可大规模推广应用的成熟经验,所生产的石膏胶凝材料质量不够稳定,石膏制品表面有时出现发霉和起霜现象。磷石膏的处理和利用的方法很多,但是在没有选择到一种技术、经济都合适的方法以前,大多直接丢弃,或排入河、海中,或筑坝堆置起来。排渣及堆存有干法与湿法两种。生产磷酸要硫酸,制硫酸需要硫资源硫铁矿、硫精砂、硫磺等,我国硫资源相对匾乏。因此,化学工业利用磷石膏主要是取硫。

2)制水泥缓凝剂

磷石膏作水泥缓凝剂的研究表明:磷石膏全部代替一水石膏。3d强度稍低,28d强度则有提高。两者双掺时,凝结时间延长。早、后期强度增加,制得的水泥性能和添加天然石膏相当。物相分析其水化物完全相同。掺入量比天然石膏略低(平均为4%),能减低水泥的生产成本。由于磷石膏含微量的磷、氟等有害杂质,且为粉状,含水率高(20%~25%),粘性强,在装载、提升、输送过程中极易粘附在各种设备上,造成积料堵塞。若能对磷石膏改性加工、造粒处理。适应水泥生产工艺的要求,则在水泥行业中有广阔的应用前景。

3)在化肥工业上的应用

磷石膏还可用于改良土壤以及用于缺磷土壤作为肥料。目前,磷石膏用于化肥

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工业上主要是制备硫酸铵和硫酸钾,利用磷石膏与碳酸铵或碳酸氢铵进行复分解反应即可以制备硫酸铵和碳酸钙粗品,又可以继续深加工制备具有高附加值的硫酸钾和超细碳酸钙[51-53]。

4)改良盐碱地或碱性土壤的应用

利用磷石膏作土壤改良剂,国内外均做过一些尝试。宫伟光等就利用磷石膏、鸡粪、酒糟等废弃物对盐碱地进行改良并取得了较理想的效果。因为在这些碱性土壤中添加磷石膏等改良剂,可以改善土壤结构,降低容重和坚实度,提高土壤孔隙度,从而增强土壤的渗透性,减少地面蒸发,有利于盐分的淋洗和减少盐分向地表聚集,是土壤盐分含量减少[54]。其次,添加磷石膏可以减低pH值,使磷肥含量及盐分组成Ca2+、SO42+增加,Na+、Cl-、CO32-、HCO3-减少,土壤理化性质向良性方向发展。在盐渍化土壤中添加磷石膏,不仅可以改善盐渍化土壤的理化性质,增加农业可耕地面积,提高农作物产量,还能减少土地资源浪费,做到土地资源的可持续发展[55-56]。

磷石膏虽然是固体废弃物,但若能将其用作改良剂改良土壤或其他碱性废弃物将是一条一举两得的处理途径,不仅降低了处理成本,而且具有较搞的环境、社会效益。

1.4 研究目的及意义

1.4.1研究目的

根据赤泥的特性研制出能够改良赤泥的土壤化改良剂,利用研制成功的赤泥土壤化改良剂与赤泥进行配比,选择相应的耐受性植物,并进行盆栽试验,完善、优化改良剂的配方;同时研究添加改良剂后对其渗滤液中重金属的含量变化及对地下水的影响。并在此基础上进行大规模的赤泥土壤化操作,解决目前氧化铝厂处理赤泥的难点问题。

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1.4.2 研究意义

本课题研究具有如下的现实意义:

1)资源化及生态环境意义:氧化铝厂在对矿物开发的过程中,破坏、压占了大量的土地并造成严重的环境污染,到目前为主,大部分被破坏、压占的土地没有得到整治和利用,任其闲置、废弃,破坏着生态环境。现行对赤泥处理方法存在的主要问题是:处理时的能耗高,铝回收率低;污染环境,除提炼时的各种排放物直接影响环境外,废渣中的氧化铝不能回收,遗弃后也影响环境,变利为害。通过在赤泥中添加改良剂对赤泥进行土壤化,并利用植物修复对赤泥进行复垦还田,可以控制赤泥pH值≤8.5,实现铝工业赤泥的零排放,避免了因堆放赤泥而浪费的大量土地资源,得到的生态环境效应是不可估量的。

2)经济意义:氧化铝厂为确保赤泥堆场安全,需成立一个车间日夜维护赤泥坝,对周边地区还要不间断地巡视,包括周边山体稳定性、是否有违规建筑、是否有违规采矿活动、是否进行违规爆破、是否违规采矿取水排水及堆积废弃物等。每隔一段时间就要对赤泥坝进行一次全面安全评价至安全生产监督管理局备案。企业为此投入巨大的人力物力,这一直是困扰氧化铝公司的焦点问题。赤泥土壤化的改造方法较经济可行,改造每吨赤泥的材料费不超过20元(人民币),这样可以减少氧化铝厂对赤泥堆场的建造和维护管理费用。

3)本试验研制改良剂对赤泥进行土壤化改良,一旦完成相应的工艺试验就使其具有推广应用价值,将产生较大的社会、环境与经济的综合效益。

1.5 本课题的研究内容

本课题的研究内容主要包括: 1)土壤化改良剂的材料选取及制备。 2)植物品种的筛选。

3)赤泥与土壤化改良剂按不同的配比方式进行盆栽试验。

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4)根据盆栽试验结果确定最佳配比方案及最适合生长的植物。

5)添加改良剂后渗滤液中重金属等有害离子浓度的变化及对地下水的影响。 6)土壤化方式处理赤泥的综合经济效益分析与评价及展望。

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2.试验原料及方法

2.1 赤泥性质及特性

2.1.1 赤泥的物理性质

1)粒度分析

作为氧化铝厂的外排废弃物,刚出厂的赤泥由于生产需要,导致含水量比较丰富,为细泥浆状。本试验分别选用的山东铝业公司和贵州宏大铝化工公司的赤泥,均直接取自赤泥堆场,存放时间较久,含水量较低,为细微粉末状和块状。本文采用筛分法对以上两产地的赤泥进行了粒度分析,结果(表2-1)表明,赤泥的粒度均较细,山东铝业和贵州宏大公司的赤泥粒度在0.01~0.001cm这个范围中所占比例分别约为45%和38%。

表2-1 赤泥的粒度组成

粒级(mm) 山铝(%) 宏大(%)

2~1 5 3

1~0.1 13 18

0.1~0.01 0.01~0.001 <0.001

27 21

45 38

10 20

2)赤泥的持水性

赤泥不仅含水量大,而且有持水特性,持水量高。这意味着赤泥容易改变其结构,恶化其工程性能。同时也揭示了赤泥堆场堆积几十米深,堆放几十年之久因持水而难以固结,强度很低,压缩性很高的原因。

3)孔隙度

孔隙比是指赤泥中孔隙的体积与赤泥粒的体积之比。赤泥的孔隙比为2.6~3.5之间,其数值远远大于一般土壤。

4)密度

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密度是指单位体积中赤泥的质量(g/cm3),通过对以上两产地的赤泥进行密度测量,结果均在3左右,比一般土壤的密度大。

5)比表面积

比表面积大小反应了粘土矿物的分散程度和矿物品格构造。赤泥比表面积偏高,并且最大值与最小值之间大小相差悬殊,变幅较大。这说明赤泥的矿物分散度和品格构造差异性显著。

2.1.2 赤泥的化学性质

1)赤泥的pH值

测定方法:取赤泥样品5克,按水土比1:3进行混合,振荡120min,离心,取上清液,用pH计进行测定,所得结果见表2-2.

表2-2 赤泥的pH值

样品 pH值

山东铝业赤泥 10.09 贵州宏大赤泥 12.69

由结果可知,贵州宏大铝化工公司的赤泥pH值比山东铝厂的赤泥高,需要指出的是,贵州宏大铝业公司建厂时间较短,可能是由于生产工艺上的差别而导致的pH值的不同。具体原因有待查证。

2)赤泥的矿物组成

赤泥的矿物组成非常复杂,并且不符和天然土的特性。采用偏光显微镜、扫描电镜、差热分析、X射线衍射、化学全分析、红外吸收光谱等方法对赤泥进行物相分析,其结果表明赤泥的主要矿物为文石和方解石,其次是蛋白石、三水铝石和针铁矿,含量最少的是钛矿物、菱铁矿、水玻璃、铝酸钠和火碱。这些矿物中,文石、方解石和菱铁矿,既起骨架作用又起一定的胶结作用。针铁矿、蛋白石、三水铝石和水玻璃起胶结作用和填充作用。

3)赤泥的化学成分

本文采用X射线衍射仪对赤泥的化学成分进行了分析,其结果见表2-3,其中样1表示山东铝业赤泥;样2表示贵州宏大铝厂赤泥。从表中可以看出,赤泥的主要化

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学成分由占赤泥总量60%以上的Al2O3、CaO、SiO2,15%左右的Fe2O3和Na2O,以及其他一些Zr、Sr、Ti等微量元素组成。样品1和样品2虽然在具体的成分含量上有些差异,但是在总体上还是比较类似的,这主要是由于生产赤泥所选用的铝土矿、生产工艺及存放年份的不同而引起的。

表2-3 赤泥的化学成分

成分 Al2O3 CaO SiO2 Fe2O3 TiO2 Na2O ST 样

1

29.45 19.21 26.1 4.87

6.13 10.81 2.36

K2O ZrO2 SrO V2O50.43 0.23 0.21 0.22

(%) 样

2

31.94

28.46

20

5.45

5.2

4.42 2.86

1.01

0.26 0.21

0.19

(%)

2.2 改良剂成分及性质

针对赤泥的性质,本文选用了磷石膏、垃圾堆肥产品、生物质粉体、活性污泥作为改良剂的成分,主要特征及性质如下:

2.2.1 磷石膏

本文选用的磷石膏取自贵州平坝县的磷肥生产厂,是在生产优质磷肥的过程中

要产生的工业废渣,pH为2.32,含水率29.8%。因其中残留少量有机磷和无机磷,较难直接利用。此外磷石膏的主要成分为硫酸钙CaSO4,为酸性盐类,可用于中和赤泥的碱性。

利用X射线衍射分析测定磷石膏化学成分,结果见表2-4。

表2-4 磷石膏的化学成分

成分

ST SiO2 CaO Al2O3

P2O5 Fe2O3

含量(%) 45.9 21.15 26.49 1.34 4.95 0.17

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可见磷石膏中硫化物的含量最多,达到了45%,其次是硅和钙盐,P2O5的含量并不高,只占了4.95%,此外还含有少量的铁、铝等化合物。

2.2.2 生物质粉体

此生物质粉体是由华中科技大学环境学院清洁生产实验室研制,主要是利用秸秆,稻壳等生物质废弃物经过实验室自主研发的破碎机初破碎后制得的生物质粉体,其PH约为6。特点是,疏松多孔,密度小,空隙率高达70%~80%,容重仅0.01~0.1g/cm3。持水能力较强。

2.2.3 垃圾堆肥产品

本文选用的垃圾堆肥产品系华中科技大学环境学院陈海滨课题组在二妃山垃圾填埋场利用堆肥装置对垃圾进行堆肥后的产品。经测定,生活垃圾有机物含量80%左右,含水率73%左右,堆肥的大致步骤为,将垃圾填埋场的生活垃圾分选后,将有机垃圾放入堆肥装置进行堆肥处理,数天后获得堆肥产品。此产品的PH可控制在6.5-8.5之间,疏松多孔,肥力好。

其主要性能指标见下表:

表2-5 垃圾堆肥产品的成分和性质

指标 pH值 含水量(%) 有机质,以C计(%) 总氮,以N计(%) 总磷,以P2O5计(%)

数值 7.91 18.38 20.97 0.1164 1.7666

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2.2.4 活性污泥

取自污水处理厂的活性污泥,有机质含量丰富,密度在0.7~1.05 g/cm3之间,空隙率高达60%~70%,容重仅0.2~0.3g/cm3。

2.2.5 工业石膏

工业石膏主要成分为CaSO4,为白色细粉末状固体,为酸性盐类,可用于中和赤泥的碱性。结合灌水淋洗,施用石膏可通过离子代换作用把碱性赤泥中有害的Na+离子代换出来,即石膏可以和碱性赤泥中的可溶性盐反应生成不溶性盐和中性盐,降低其碱度。本文采用工业石膏是为了与磷石膏的改良效果进行比较。

2.3试验方法步骤

1)赤泥酸碱度的调节

将赤泥样品与各添加剂按不同比例混合,震荡,离心,取上清液测定pH值,使调节后的赤泥的酸碱度能够适合植物的生长。称取通过2mm孔径筛的风干试样5g(精确至0.1g)于50ml高型烧杯中,加蒸馏水15ml(水土比3:1),以振荡器搅拌120min,使颗粒充分分散,放置30 min后离心取上清液进行测定。每测5~6个样品后需用标准液检查定位。

2)盆栽试验

根据酸碱度的调节结果,确定几种添加剂的配比方案,选取黑麦草、紫花苜蓿、美洲菊苣、高羊茅四种植物进行盆栽试验,记录发芽率、株高、生长情况等指标,得出最佳配比方案及最适合生长的抗性植物。

3)添加剂对赤泥渗滤液的影响

通过添加不同的改良剂后,利用采用柱式交换法浸出方式。交换柱为圆形的玻璃柱,控制流速,调整浸渍时间。将待研究料充填于柱中,控制充填时填料的方式以及赤泥分别与磷石膏、生物质的配比方案。洗涤液速度不高于10ml/min。根据洗

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液进出时水体重金属浓度及其变化趋势等。

2.4 本章小结

本章主要对赤泥及磷石膏、生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥等改良添加剂的物理化学特性进行了介绍,并简单描述了本试验研究的方法步骤。

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3 赤泥的酸碱度调节

赤泥的强度碱化,会扰乱植物根系正常的生理活动(如原生质变性、养分外流、酶钝化等),影响植物对养分的吸收,所以大多数植物都不适宜在赤泥堆场生长,赤泥堆场基本上是寸草不生的,而在弱酸、中性、弱碱性土壤上,一般植物都能正常生长。正常的土壤酸碱性是土壤生态肥力的重要方面,为了使赤泥成为某些植物适宜的生长介质,必须对其进行必要的基质改良,使改良后基质的酸碱度达到植物生长的范围。

3.1 工业石膏和磷石膏对赤泥pH值的影响

采用工业石膏和磷石膏分别对山东铝业赤泥和贵州宏大铝化工公司的赤泥进行pH调节。

3.1.1工业石膏对赤泥pH值的影响

前面已经提到,山东铝业赤泥的原始pH值为10.09,贵州赤泥的pH值为12.69。每次分别取5g赤泥样品,采用表3-1中的配比方式,按水土比3:1加入蒸馏水进行pH测定。

表3-1 工业石膏配比方案

编号 赤泥%

1 100 2 100 3 100 4 100 5 100 6 100 7 100 8 100 9 100 10 100 11 100 工业石膏%

0 2 4 6 8 10 12 14 20 40 80

20

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14121086420123456编号789101112山东赤泥贵州赤泥pH值

图3-1.工业石膏对pH值的影响

结果如上图所示,可见,在山东赤泥中添加工业石膏可以使赤泥的pH降低,当工业石膏的添加量达到8%~10%时,pH降低到最低值8.57左右,继续添加石膏对赤泥的pH就不再起作用,对于一般植物来讲,pH8.75的基质是可以适合生长的。而在贵州宏大赤泥的曲线图中,当工业石膏的添加量在14%~20%的时候下降最快,当添加量达到30%左右时,pH值降低到最低点10.56左右,此后继续添加工业石膏pH值基本上不变。pH值为10.56的基质不符合植物生长的要求,所以,工业石膏对贵州宏大赤泥的pH调节不能达到改良的目的,而对山东赤泥而言,工业石膏可以将其pH值调节到植物生长所需的范围内。

3.1.2 磷石膏对赤泥pH值的影响

根据3.1.1的试验结果,可知工业石膏对贵州宏大赤泥的酸碱度调节达不到理想效果,本文根据对贵州平坝县附近的现场调查,发现该地区的磷石膏产量较大,并且很多磷石膏都是处于露天堆积,无法处理的状态,对当地的水体环境和土壤造成了极大的危害,磷石膏的处理问题也成了磷肥生产厂发展的瓶颈问题。所以在本研究中引入了磷石膏作为添加剂材料,主要是针对降低贵州宏大铝化工公司赤泥的碱

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度而考虑的。根据准备试验的结果,特制定了以下的配比方案表3-2。

表3-2 磷石膏与赤泥的配比方案

编号 赤泥%

1 100 2 100 3 100 4 100 5 100 6 100 7 100 8 100 9 100 10 100

试验结果如图3-2所示:

141210864200306090120150磷石膏 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

山东赤泥贵州赤泥pH值180210240270添加量%

图3-2.磷石膏对赤泥pH值的影响

从曲线图中可以看出,在赤泥中添加磷石膏可以显著的降低赤泥的强碱性。添加30%磷石膏时,贵州宏大赤泥的pH值成直线下降状态,当添加量达到150%时,pH值降低到8以下, 继续添加磷石膏,可使贵州赤泥的pH值持续降低,当添加量达到270%时,pH降低至6左右。相比之下,山东铝业的赤泥由于其本身的pH值就较

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低,因此,添加少量的磷石膏就使其碱性下降到8,当添加量达到270%时,pH值降低到4.46,并且有继续下降的趋势。

本文采用的工业石膏和磷石膏均对降低赤泥的pH值有一定的作用,但是相对于碱性比较强的贵州赤泥而言,添加磷石膏的处理效果较好。

3.2 有机改良剂对赤泥pH的影响

3.1节对工业石膏和磷石膏的酸碱度调节作用作了分析,为更好的进行赤泥土壤化改良剂的制备,有必要探讨有机添加剂对其酸碱度的影响。将生物质粉体、活性污泥、垃圾堆肥产品分别对两种赤泥进行酸碱度调节试验,结果如下:

3.2.1对山东赤泥的酸碱度调节

生物质粉体活性污泥垃圾堆肥产品10.410.2109.89.69.49.29051015添加量%pH值202530

图3-3.有机改良剂对山东赤泥pH值的影响

从图中可以看出,在添加垃圾堆肥产品后,赤泥的pH值没有降低,反而有少量的上升,添加后混合体的pH值一直保持在10以上;添加生物质粉体的赤泥样品pH值略有降低,但是效果不明显,添加量达到30%时,其pH还是在9.8以上,没有下降趋势;添加活性污泥对赤泥碱度的调节作用要比添加生物质粉体和垃圾堆肥产品

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大,可以将pH值降低到9.4左右。从整体上而言,以上改良剂对赤泥的酸碱度调节作用不大,如果不采用无机添加剂,这三种有机改良剂的调节都不能使赤泥的pH值降低到植物适合的生长范围。

3.2.2对贵州宏大赤泥的酸碱度调节

12.812.712.612.5pH值12.412.312.212.11211.9051015生物质粉体活性污泥垃圾堆肥产品202530添加量%

图3-4.有机改良剂对贵州赤泥pH值的影响

如图3-4所示,分别添加三种有机改良剂后赤泥的pH值均有所降低,但调节范围有限。其中添加生物质粉体的样品pH值基本未见明显变化,添加量达到30%时pH值还在12.5左右;添加垃圾堆肥产品的样品pH值下降到12.3左右;添加活性污泥的样品在添加量达到10%时pH值下降至12.3,之后还有下降趋势,但不明显。

3.3 本章小结

本章主要针对如何降低赤泥的强碱性进行了试验。通过在赤泥中添加工业石膏、磷石膏等无机改良剂和生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥等有机改良剂分别进行了探讨。结果表明,添加石膏能够将赤泥的碱性降低,当添加量达到9%左右时,可将山东铝业赤泥的pH值降低到8.5左右,但对于贵州宏大铝化工公司的碱性较强

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的赤泥则不能达到理想效果;而添加磷石膏则可以使两种赤泥均达到调节酸碱度的理想效果,当添加量达到150%时,贵州赤泥的pH可以降低到8以下,符合植物生长条件。此外,在对有机改良剂的pH调节试验中发现,添加生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥这三种有机改良剂对赤泥的pH值的影响均不够明显,不能起到决定性的调节作用,这对下面的盆栽试验研究提供了依据。

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4 添加改良剂对赤泥盆栽植物的影响

植物生长状况的好坏是土壤物理性质和养分是否适合植物生长的综合表现,在赤泥中添加不同的改良剂后,通过盆栽试验检验改良后的基质是否具备使植物生长的基本要求,从植物的出芽率、株高、生物量等生长情况来判断改良剂的效果,并通过不同植物之间的对比找到最适合在赤泥土壤化基质上生长的植物。本文选取的四种盆栽植物分别为:

1)黑麦草

黑麦草为禾本科植物,在春、秋季生长繁茂。黑麦草须根发达,但入土不深,丛生,分蘖很多,种子千粒重2克左右,黑麦草喜温暖湿润土壤,适宜土壤pH为6~8。该草在昼夜温度为12℃~27℃时再生能力强,光照强,日照短,温度较低对分蘖有利,遮阳对黑麦草生长不利。黑麦草耐湿,但在排水不良或地下水位过高时不利于黑麦草生长,可在短时间内提供较多青饲料,是春秋季畜禽的良好草资源。

2)紫花苜蓿

豆科( Leguminosae)苜蓿属多年生草本。又名紫苜蓿、苜蓿,是一种重要的牧草和绿肥兼用作物。 紫花苜蓿主根发达,侧根多,主根入土2米以上,在较干旱的地区可达10米左右,适应性广,但较喜温暖、多晴少雨的干燥气候。 紫花苜蓿富营养,适口性好,易于消化,有“牧草之王”之称。

3)美洲菊苣

属多年生菊科草本植物,是新西兰九十年代初选育的饲用植物新品种。叶丛期平均高度40厘米,叶片长10~40厘米,宽5~8厘米,齿缘,花舌状,蓝色,种子楔形,干粒重1.2~1.5克。具有广泛的适应性,生长速度快,适口性好,利用率高,用途广(饲草、药用,蜜源植物)。再生性强,寿命长,一次种植可连续利用5~8年,菊苣喜肥水,耐盐碱,在水肥适宜条件下,生长迅速产草量高。

4)高羊茅

高羊茅为多年生禾本科牧草。高羊茅抗性好,有较强的耐热、耐旱、耐寒、耐

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酸碱等特性,适应性较强,但草质粗糙、适口性稍差,饲用品质一般。

4.1 盆栽试验的基质配比方案及种植方法

前面已经提到,赤泥呈强碱性,有机质及氮磷钾营养物质含量基本为0,容重是一般土壤的2~5倍,不符合栽培基质要求。根据赤泥的这些特点及第三章中对赤泥酸碱性的研究,本试验制定了如下配比方案进行盆栽试验。

表4-1 赤泥盆栽试验配比方案

编号 磷石膏% 生物质粉体%堆肥产品% 活性污泥%

1 0 0 0 0 2 150 0 0 0 3 150 10 0 0 4 150 20 0 0 5 150 30 0 0 6 150 0 10 0 7 150 0 20 0 8 150 0 30 0 9 150 0 0 10 10 150 0 0 20 11 150 0 0 30 12 150 10 10 10

每个处理均做三个平行,根据配比方案进行配比,并充分混合,取等体积的处理样装入直径为20cm、深30cm的花盆中,分别在各个处理中播种,每盆样品播种量为50颗草种。试验场地选在实验室内,通过日光灯给植物提供光照,盆栽试验期为40天。在实验期内,每天的同一时段向盆中浇水 100ml,并通过记录植物的发芽

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率(播种7天后记录)、株高(播种40天记录)来评价盆栽植物在试验期内的长势。

为进一步评价生长期内的植物生物总量,对盆栽后植株的干重进行了比较。方法是将植物小心的移出花盆,先用自来水将粘附在植物上的粘土洗去,然后再用纯净水仔细的洗两遍,在自然状态下风干。风干后,将植物称重,即湿重。后将植物在 65℃下烘干 48 小时,测量并记录植株的干重。

4.2添加剂的改良效果

4.2.1 配施磷石膏的植物生长情况

通过1,2号试验样品的盆栽试验,发现在未添加磷石膏的试验样品中,四种植物均未见有发芽的迹象,而在添加了150%磷石膏的样品中,四种植物均有发芽(见图4-1)。

添加磷石膏的黑麦草发芽图 未添加磷石膏的对照图

图4-1 磷石膏的添加对黑麦草发芽的影响

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16141210发芽数86420黑麦紫花美洲高羊茅发芽数

图4-2添加磷石膏处理的各植物发芽情况

从4-2中可以看到,在只添加150%的磷石膏的样品中,四种选用的盆栽植物都有发芽,发芽率从高到低依次为黑麦草>紫花苜蓿>高羊茅>美洲菊苣,但是通过对发芽后一段时期的观察,这几种植物的生长情况并不够理想,生长速率较低,黄叶出现多。

4.2.2 生物质粉体的改良效果

编号3、4、5的试验是针对研究生物质粉体的改良效果进行设计的,通过40天的盆栽试验,结果如下:

1)发芽率

90%80%70%60%发芽率50%40%30%20%10%0%010%20%30%生物质添加量%黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅

图4-3 生物质添加量对植物发芽率的影响

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如图4-3所示,在磷石膏添加量不变的情况下,添加生物质粉体对植物的发芽率有着明显的促进作用,随着添加量的增加,各个物种的发芽率呈上升趋势。在这四种植物中,黑麦的发芽率最高,当添加量增加到30%时,其发芽率达到80%以上,其次是紫花苜蓿,美洲菊苣和高羊茅的发芽率相当。

2)平均株高

141210株高(cm)86420010%20%30%生物质添加量%黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅

图4-4 生物质添加量对平均株高的影响

平均株高选择的是在播种40天后的记录数据,数据为3个重复的平均值。从图4-4中可以看出,随着生物质粉体添加量的增加,四种植物的平均高度均呈上升趋势,说明了生物质粉体对四种植物的株高产生了促进作用。从表中可以看出,紫花苜蓿的上升趋势最大,其次是黑麦草和美洲菊苣,高羊茅的上升趋势最小。

3)平均单株干重

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0.90.80.7重量(g)0.60.50.40.30.20.100黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅10%20%30%生物质添加量%

图4-5 生物质添加量对植株干重的影响

平均单株干重是播种40天后的试验记录,数据为3个重复的平均值。从图4-5可以看出,随着生物质粉体的添加量的增加,四种植物的平均单株干重均成上升趋势,在添加0~10%的生物质粉体时,紫花苜蓿、黑麦草、高羊茅的干重上升速率最快,继续添加,仍保持上升趋势,上升速率较缓和。

由以上的试验结果可知,添加生物质粉体对植物在赤泥中的生长有着显著的促进总用,并且植物的生长情况随着添加量的增加而变好,黑麦草、紫花苜蓿在此基质中的生长情况要优于美洲菊苣和高羊茅。

4.2.3 垃圾堆肥产品的改良效果

编号6、7、8的试验是针对研究垃圾堆肥产品的改良效果进行设计的,通过40天的盆栽试验,结果如下:

1)发芽率

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90%80%70%60%发芽率50%40%30%20%10%0%0黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅10%20%30%垃圾堆肥产品添加量%

图4-6 垃圾堆肥产品对发芽率的影响

如图4-6所示,与未添加垃圾堆肥产品的试验对比中可以看出,在赤泥与磷石膏的混合基质中添加垃圾堆肥的产品对四种植物的生长均有促进作用,随着添加量的增加,各物种的发芽率也明显增加,其中黑麦草的发芽率最高,当添加量达到30%时,黑麦草的发芽率达到79%,紫花苜蓿为60%,美洲菊苣和高羊茅分别为53%和50%。

2)平均株高

161412株高(cm)1086420010%20%30%垃圾堆肥产品添加剂%黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅

图4-7 垃圾堆肥产品对植物株高的影响

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平均株高选择的是在播种40天后的记录数据,数据为3个重复的平均值。从图4-7中可以看出,随着垃圾堆肥产品添加量的增加,四种植物的平均高度均呈上升趋势,说明了生物质粉体对四种植物的株高产生了促进作用。其中紫花苜蓿的株高与空白对比成直线上升趋势,其余三种植物株高也有不同程度的提升。

3)平均单株干重

10.90.80.7重量(g)0.60.50.40.30.20.10010%20%30%垃圾堆肥产品添加量(%)黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅

图4-8 垃圾堆肥产品对植物干重的影响

如图4-8,添加垃圾堆肥产品后,四种植物的干重都有所增加,并且随着添加量的增加呈上升趋势,其中在添加量达到10%以前,增长速率最快,当添加量达到30%时,黑麦草的单株干重达到0.9g,比空白水平的干重量提升了将近4.5倍。

4.2.4 活性污泥的改良效果

编号9、10、11的试验是针对研究垃圾活性污泥的改良效果进行设计的,通过40天的盆栽试验,结果如下:

1)发芽率

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45%40%35%30%发芽率25%20%15%10%5%0%0%黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅10%20%30%活性污泥添加量%

图4-9 活性污泥添加量对发芽率的影响

通过曲线图分析,可知活性污泥对四种植物的发芽率有一定的促进作用,但是效果不是非常显著,尤其对于紫花苜蓿而言,在添加量10%时紫花苜蓿的发芽率还下降了2个百分点,其后才呈现少量的上升趋势。在添加量30%时,黑麦草的发芽率为40%,比空白对比试验增长了10%,其他三种植物增长均在5%左右。

2)平均株高

10987株高(cm)6543210010%20%30%活性污泥添加量(%)黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅

图4-10 活性污泥添加量对植物株高的影响

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如图4-10所示,随着活性污泥添加量的增加,植物的株高有不同程度的升高,这说明活性污泥能够促进赤泥基质的改良。在这一组试验中,很明显的可以看出四种植物的株高分布,黑麦草>紫花苜蓿>美洲菊苣>高羊茅。

3)平均单株干重

0.80.70.6重量(g)0.50.40.30.20.10010%20%30%活性污泥添加量(%)黑麦草紫花苜蓿美洲菊苣高羊茅

图4-11 活性污泥添加量对单株干重的影响

从图4-11可知,添加活性污泥对植物干重有明显的影响,植物干重随着添加量的增加而递增,在这一处理中,紫花苜蓿的干重量最高,其次是黑麦草和高羊茅,美洲菊苣的干重量最低。

4.2.5 混合添加剂的改良效果比较

编号12的实验组使用了生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥三种添加剂各10%的含量混合并进行盆栽试验,播种40天后与编号5(添加30%的生物质粉体)、8(添加30%的垃圾堆肥产品)、11(添加30%的活性污泥)的试验组进行比较,结果如下:

1)发芽率的对比

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100%90%80%70%60%发芽率50%40%30%20%10%0%生物质堆肥产品活性污泥混合添加剂从左到右依次为:黑麦草黑麦草、紫花苜蓿美洲菊苣蓿、美洲高羊茅紫花苜菊苣、高羊茅

图4-12 混合与单一添加剂对植物发芽率的影响

从图中可以看出,同样是添加30%的含量,植物的发芽率从高到底的排列依次混合添加剂>单一生物质粉体>单一堆肥产品>单一活性污泥。单从植物之间的比较来看,添加混合添加剂、单一生物质粉体、单一堆肥产品中植物发芽率均是黑麦草>紫花苜蓿>美洲菊苣>高羊茅,而在添加单一活性污泥的试样中,发芽率为黑麦草>紫花苜蓿> 高羊茅>美洲菊苣。混合添加剂中黑麦草的发芽率高达90%以上,而在只添加活性污泥的试验中黑麦草的发芽率仅为40%。

2)平均株高的对比

161412株高(cm)1086420生物质堆肥产品活性污泥混合添加剂从左到右依次为:黑麦草、系列1紫系列2花苜系列3蓿、美洲菊苣、高羊茅 系列4

图4-13 混合与单一添加剂对植物株高影响对比

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如图4-13,添加剂量相同的情况下,在四个处理中平均株高从高到低依次为混合添加剂>单一堆肥产品>单一生物质>单一活性污泥。在添加混合添加剂、单一生物质粉体、单一堆肥产品的试样中,植物的株高次序均为紫花苜蓿>黑麦草>美洲菊苣>高羊茅,而在添加单一活性污泥的试样中,植物株高依次为黑麦草>紫花苜蓿>美洲菊苣>高羊茅。

3)平均单株干重对比

10.90.80.7干重(g)0.60.50.40.30.20.10生物质堆肥产品活性污泥混合添加剂从左到右依次为:黑麦草、系列1紫系列2花苜系列3蓿、美洲系列4菊苣、高羊茅

图4-14 混合与单一添加剂对植物单株干重的影响

四个处理中添加混合添加剂的试样中植物的平均单株干重要 从上图中可以看到,

比添加单一添加剂的试样高,植物的干重从高到低为紫花苜蓿>黑麦草>高羊茅>美洲菊苣。

4.3 本章小结

本章选取了黑麦草、紫花苜蓿、美洲菊苣、高羊茅四种植物针对无机改良剂磷石膏和有机改良剂生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥对赤泥的改良效果进行了盆栽试验。结果表明:

1)添加磷石膏是植物能够在赤泥上生长的关键,未添加磷石膏的对照盆无植物

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发芽,添加磷石膏的赤泥中,四种植物均有发芽,但是生长情况不是很理想,黄叶、死苗较多。

2)在磷石膏的添加量不变的情况下,分别添加生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥对植物的发芽率、株高、平均单株干重均有促进作用,并且,效果随着添加量的增加而加大。在四种植物中,黑麦草、紫花苜蓿的生长情况明显要比美洲菊苣、高羊茅的好。

3)磷石膏添加量不变的情况下,添加混合有机改良剂的植物发芽率、株高、平均单株干重要比添加单一有机改良剂高。

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5 渗滤液试验

5.1 研究意义

重金属是指密度在 4.0 或 5.0 以上的元素。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的锌、铜、铬、铅、砷、汞等以及类金属砷、硒,还包括钒、铍、铝等。重金属污染具有不可逆、不可降解的特性,一旦进入土壤会在土壤中滞留相当长的时间,经过长期的淋溶、侵蚀后便会向水体中转移,对地下水产生污染,而且可通过食物链传递给动物和人,对人类和动物产生直接和间接的影响。

赤泥和磷石膏均为固体废弃物,两者混合后会对渗滤液中有害重金属的含量产生何种影响尚不明确,添加生物质粉体对吸附固定赤泥中的重金属是否能起到较好的作用。本文针对以上问题进行了室内渗滤液试验,通过测定渗滤液中的重金属含量,评价磷石膏和生物质粉体配施到赤泥中对水体产生的影响,并进一步从磷石膏对赤泥中重金属等有害离子的物理、化学作用,生物质对重金属等离子的吸附作用以及重金属本身的性质等方面对这一影响产生的机理进行了的分析。

5.2 试验方案

5.2.1 试验材料及装置

1)原料选取

试验采用赤泥取自是贵州宏大铝化工公司的赤泥堆场,磷石膏取自贵州平坝县当地的磷肥厂,生物质粉体取自华中科技大学清洁生产实验室。

2)试验装置

如图5-1,试验采用的是一个简单的柱式交换进出装置,材料包括长度分别为50cm、80cm,直径均为5.5cm的玻璃管两根,从图中可以看出,此圆柱形璃管下放开口很小,只允许水缓慢滴下而固体颗粒无法从下方开口出通过,此外,装置材料

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还包括输液管、锥形平、试管架、玻璃瓶等。通过调节输液管的控制阀来控制流速。

图5-1 渗滤液试验装置图

5.2.2 试验方案

通过在赤泥中分别混合不同比例的磷石膏和生物质粉体进行对比试验,每次称取200g赤泥分别与磷石膏和生物质进行充分的混合,配比的比例根据盆栽试验的添加量进行,具体如下:

1)对照样D01,即只添加200g纯赤泥

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2)对照样D02,即只添加200g磷石膏 3)处理样L01,在赤泥中添加50%的磷石膏 4)处理样L02,在赤泥中添加100%的磷石膏 5)处理样L03,在赤泥中添加150%的磷石膏 6)处理样S01,在赤泥中添加10%的生物质粉体 7)处理样S02,在赤泥中添加20%的生物质粉体 8)处理样S03,在赤泥中添加30%的生物质粉体

5.2.3 试验方法

将试验样品按设计量装入试验玻璃管,并固定到试管架上,向玻璃管中加入适量的蒸馏水至饱和。试验阶段采用的水均为蒸馏水,控制流速为0.7ml/min,添加蒸馏水量为200ml。

将收集的液体取15ml移入聚乙烯试管中,并送至华中科技大学分析测试中心进行测试。

本文所采用的测试方法为电感耦合等离子体质谱仪测定法,仪器型号为ELAN DRC-e,由美国PerkinElmer(珀金埃尔默)公司生产。ICP-MS具有高灵敏度、低检测限、宽动态范围和多元素同时分析的特点,适合于快速多元素微量和痕量分析,具有半定量、定量、同位素稀释法和同位素比值的测定能力。适用于环境、地球化学、半导体、核工业、药物及其它诸如冶金、石油及食品等不同领域几乎所有金属元素含量的分析,检出限在1ppt以下;同时可以分析绝大部分非金属元素,例如As、Se、P、S、Si、Te等,检出限低于1ppb。

5.3 试验结果

按上述设计方案完成渗滤液试验后,分别对对照样和添加不同比例的磷石膏、生物质粉体的试验中的Cu、Zn、Mn、As、Se、Cd、Cr、Pb、Be、Hg等10种重金属含量进行了对比分析,并参照地下水水质量分类的Ⅲ类指标(适用于集中式生活

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饮用水水源及工、农业用水),找出会对地下水造成污染的重金属。

5.3.1 添加磷石膏对渗滤液的影响

通过表5-1的对比可以发现:

1)在所有对比样和处理样之中,Cu、Zn、Mn、Cr、Pb这5种重金属元素的含量都保持在较低的水平,达到了地下水分类的三类标准。其中Cu、Zn的含量随着磷石膏的增加基本没有发生变化;Mn的含量虽然在磷石膏添加量为150%时从0.001mg/L增加到0.013mg/L,但还是远小于三类标准中规定的0.1mg/L;添加磷石膏使Cr在对照样中的0.005 mg/L降低到了0.001 mg/L;在D02中即单纯的磷石膏对照样中Pb的含量为0.004mg/L,通过与赤泥混合后其含量减小,添加比例为150%时其含量0.001mg/L;

2)磷石膏中Cd、Be的含量分别为0.033 mg/L、0.020 mg/L,大于三类水体中规定的0.01 mg/L和0.0002mg/L,通过添加到赤泥中进行混合后,其渗滤液中Cd的含量在L01和L02中未检测到,在L03中检测到浓度为0.001;Be的含量在L01、L02、L03中均未检测到,这说明赤泥与磷石膏的混合对降低渗滤液中Cd、Be的含量起到了较好的效果。

3)从As、Se、Hg的浓度变化来看,在赤泥与磷石膏混合后,这三种重金属的浓度迅速增加,远远大于地下水体三类标准。随着磷石膏添加量从0增加到100%,砷的浓度从0.112mg/L增加到0.389 mg/L,当添加量达到150%时,浓度下降;添加量100%时,Se的浓度从0.029 mg/L增加到0.310 mg/L,继续添加到150%时,浓度下降至0.277;Hg的浓度从0.014 mg/L增加到0.235 mg/L,并且随着添加量的增加保持上升趋势。变化曲线见图5-2。这三种重金属迅速增加可能是因为赤泥与磷石膏混合时发生了化学反应而导致的,具体原因有待进一步查证。

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表5-1 添加磷石膏的渗滤液中重金属溶度对比(mg/L)

处理样 D01 D02 L01 L02 L03 地下水

Ⅲ类标准

铜(Cu) 锌(Zn) 锰(Mn) 砷(As) 硒(Se) 镉(Cd) 铬(Cr) 铅(Pb) 铍(Be) 汞(Hg)

0.450.40.35浓度(mg/L)0.30.250.20.150.10.0500.004 0.004 0.004 0.004 0.004 ≤1.0 0.007 0.007 0.008 0.007 0.008 ≤1.0 0.001 0.001 0.005 0.004 0.013 ≤0.1 0.112 0.016 0.196 0.389 0.367 ≤0.05 0.029 0.011 0.262 0.310 0.277 ≤0.01 0.001 0.033 0.000 0.000 0.001 ≤0.01 0.005 0.002 0.001 0.001 0.001 ≤0.05 0.000 0.004 0.000 0.000 0.001 ≤0.05 0.000 0.020 0.000 0.000 0.000 ≤0.00020.014 0.001 0.052 0.113 0.235 ≤0.001

AsSeHg050%100%磷石膏添加量%150%

图5-2 磷石膏添加量对As、Se、Hg的浓度变化影响

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5.3.2 添加生物质对渗滤液的影响

表5-2 添加生物质的渗滤液中重金属溶度对比(mg/L)

处理样 D01 S01 S02 S03 地下水

Ⅲ类标准

铜(Cu) 锌(Zn) 锰(Mn) 砷(As) 硒(Se) 镉(Cd) 铬(Cr) 铅(Pb) 铍(Be) 汞(Hg)

0.004 0.121 0.004 0.004 ≤1.0 0.007 0.007 0.024 0.023 ≤1.0 0.001 0.002 0.005 0.003 ≤0.1 0.112 0.071 0.032 0.022 ≤0.05 0.029 0.029 0.029 0.029 ≤0.01 0.001 0.001 0.000 0.001 ≤0.01 0.005 0.010 0.005 0.007 ≤0.05 0.000 0.000 0.000 0.001 ≤0.05 0.000 0.000 0.000 0.000 ≤0.0002 0.014 0.014 0.012 0.001 ≤0.001

1)从表5-2中可以看出,Cu、Zn、Mn、Cd、Cr、Pb、Be等7种重金属元素在所有对照样和处理样中均保持在较低水平,远低于地下水的三类标准,不会对地下水的水体造成污染。

2)Se的含量在所有处理样和对照样中均为0.029mg/L,高于地下水三类标准中规定的0.01mg/L,添加生物质对渗滤液中Se的含量不产生影响。

3)As和Hg在对照样D01中分别为0.112 mg/L和0.014 mg/L,均大于地下水三类标准中规定的0.05 mg/L和0.001 mg/L。通过添加生物质后,浓度变化曲线见图5-2。

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0.120.10.080.060.040.020010%20%30%生物质添加量%AsHgSe浓度(mg/L)

图5-3 生物质添加量对As、Se、Hg在渗滤液中的影响

从图中我们可以清楚地看到,在添加生物质量0~20%时,渗滤液中As的含量呈直线下降趋势,并且随着添加量的增加,继续下降,当添加量达到30%时,As的浓度从0.112mg/L减少到0.022mg/L,低于地下水分类三类水体标准规定的0.05mg/L;Se的含量始终保持在0.029mg/L;Hg的含量在生物质添加量0~20%时变化不明显,仅下降了0.002 mg/L,而当生物质添加量增加到30%时,Hg的浓度从0.014 mg/L下降到0.001 mg/L,达到了地下水分类的三类水体标准中规定的0.001 mg/L。可见,对于As、Hg来讲,在赤泥中添加生物质对降低其在渗滤液中的浓度有显著的效果。

5.4 本章小结

本章主要针对赤泥与磷石膏、生物质粉体混合后渗滤液中重金属浓度的变化情况进行了探讨,采用柱式法对不同处理样进行试验,并利用电感耦合等离子体质谱仪对收集的渗滤液中重金属的含量进行了测定,结合地下水分类三类水体的标准,以10种重金属为例分析了其在添加剂成分,含量变化的情况下浓度的变化情况。

结果表明,在赤泥与磷石膏混合后,渗滤液中Cd、Be的浓度降低到地下水三类

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标准以下水平,而As、Se、Hg则因为混合而使含量急剧上升,远大于地下水体三类标准,这可能是两种废弃物混合后产生了一系列的化学反应使原来处于螯合物、络合物等状态的重金属元素从中析出并溶解于水体中,具体原因需进一步查证。

赤泥与生物质粉体混合后,渗滤液中除了Se的含量稍高于地下水体三类标准外,其他9种重金属元素均达到了要求,由于添加了生物质粉体,使得As和Hg的含量从较高的污染水平下降到安全的浓度范围,这可能与生物质的吸附作用有较大的关系。

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6 结论与展望

6.1 结论

本课题选用了磷石膏、工业石膏、生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥等五种物质作为赤泥土壤化的改良剂成分,并通过赤泥的酸碱度调节、赤泥的盆栽试验和渗滤液试验三方面的研究对土壤化的效果进行了检验。其中酸碱度调节利用的是山东铝业赤泥与贵州宏大铝化工赤泥进行的对比研究;盆栽试验中利用贵州赤泥,选用了黑麦草、紫花苜蓿、美洲菊苣、高羊茅四种植物进行了对比试验;渗滤液试验中研究了在贵州赤泥中分别添加磷石膏、生物质粉体重金属含量的影响。通过对数据进行图表分析,得出一下几点结论:

1)添加工业石膏能够将赤泥的碱性降低,当添加量达到9%左右时,可将山东铝业赤泥的pH值降低到8.5左右,但对于贵州宏大铝化工公司的碱性较强的赤泥则不能达到理想效果;添加磷石膏则可以使贵州赤泥达到调节酸碱度的理想效果,当添加量达到150%时,贵州赤泥的pH可以降低到8以下,符合植物生长的条件。此外,在对有机改良剂的pH调节试验中发现,添加生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥这三种有机改良剂对赤泥的pH值的影响均不够明显,不能起到决定性的调节作用。

2)盆栽试验中的研究表明:在磷石膏的添加量不变的情况下,分别添加生物质粉体、垃圾堆肥产品、活性污泥对植物的发芽率、株高、平均单株干重均有促进作用,并且,效果随着添加量的增加而加大。在四种植物中,黑麦草、紫花苜蓿的生长情况明显要比美洲菊苣、高羊茅的好。添加混合添加剂对植物生长情况的促进作用要比添加单一添加剂的效果好

3)渗滤液的试验结果表明:在赤泥与磷石膏混合后,渗滤液中Cd、Be的浓度降低到地下水三类标准以下水平,而As、Se、Hg则因为混合而使含量急剧上升,远大于地下水体三类标准。赤泥与生物质粉体混合后,渗滤液中除了Se的含量稍高于

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地下水体三类标准外,其他9种重金属元素均达到了要求,由于添加了生物质粉体,使得As和Hg的含量从较高的污染水平下降到安全的浓度范围。

6.2 展望

下面就试验中遇到的一些问题和一些试验的展望进行讨论:

1)在赤泥的酸碱度调节实验中,通过贵州宏大铝化工和山东铝业的比较发现不同产地的赤泥的性质可能差别较大,因此在针对不同品质的赤泥的改良时有必要选取不同的改良剂。

2)所选取的改良剂中磷石膏、活性污泥等可能会给改良后的基质中增加重金属等有害物质,这方面需要进一步的试验研究。

3)选取的植物均为牧草品种,没有对灌木等其他品种的植物进行栽培试验,并且由于时间的关系,未对植物中有害物质的含量进行检测,如果继续相关研究有必要对植物的成分进行分析。

4)赤泥和磷石膏混合后As、Se、Hg的含量明显增加,这可能是由于两者混合后发生了某种化学反应而导致的,如何在改良的基质中防止这三种重金属进入水体是一个亟待解决的问题。同时,对各种添加剂同时混合后对水体重金属的影响研究要是非常必要的。

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致 谢

本文从选定题目、试验研究、直到付诸文字,都是在我的导师肖波教授的精心指导下完成的。在肖老师的鼓励和帮助下,本文力求创新,文章的观点就是在与肖老师的讨论和共同探讨中形成的。肖老师睿智的见解经常给我以很大的启发。

在我研究生学习期间,也始终得到了肖老师的关怀和指导。肖老师像大海一样渊博的知识和宽广的胸襟,严谨治学的态度和孜孜不倦的敬业精神,都潜移默化地影响着我,教育着我,是我一生学习的榜样。在就读和论文完成期间,课题组的成员给与了很大的支持与帮助,在此表示感谢!

感谢胡智泉老师、刘石明老师在整个试验的过程中给予的指导帮助,感谢陈海滨老师课题组提供的试验材料垃圾堆肥产品,感谢魏群博士、孙浩、陶梅萍、郑莹、杨帆、胡婧、冯宇、刘畅、吴超等对我试验的支持和帮助。

本文逐渐完成的过程,也是我将所学的知识应用于实践的过程,随着试验的研究和论文的写作,我加深了对理论和实践应用的理解,分析和解决问题的能力以及逻辑思维能力也得到了锻炼,感谢这次经历。

最后特别感谢我的父亲母亲,是他们给了我生活学习上的巨大支持!

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赤泥土壤化初步研究

作者:

学位授予单位:

黄琼华

华中科技大学

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_D063852.aspx

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