第３１卷第４期２００９年８月
土木建筑与环境工程
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ。Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ－３１Ｎｏ．４Ａｕｇ．２００９
城市污泥处理与绿化利用
唐鸣放，王白雪，郑怀礼
（重庆大学教育部山地城镇建设与新技术重点实验室，重庆４０００４５）
摘
要：城市污水处理厂剩余污泥富含植物养分，在城市绿化中具有较高的利用价值，但污泥中也
含有较高的重金属，会对城市地下水产生二次污染。采用改性粉煤灰钝化污泥，通过种植佛甲草绿化实验，探讨了不同配比和用量的改性粉煤灰处理污泥对植物生长状态以及对渗滤水的环境影响，得出用２０％的改性粉煤灰钝化污泥作为绿化植物的种植基质可使渗滤水中污染物除去８０％以上。
关键词：污泥；粉煤灰；重金属；绿化
中图分类号：Ｘ７０５文献标志码：Ａ
文章编号：１６７４—４７６４（２００９）０４—０１０３—０４
ＳｌｕｄｇｅＴｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＧｒｅｅｎｉｎｇ
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ｂｅｒｅｍｏｖｅｄ．
城市污水处理厂剩余污泥中含有丰富的植物养分，将污泥适当处理后用作绿化的栽培基质，不但降低了绿化成本，同时也消化了城市废弃物。污泥农用处理主要采用堆肥方式［１｛］，但污泥中含有较高的重金属Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ，尤其是Ｚｎ、Ｃｕ，分别高达
３３００．０ｍｇ・ｋｇ～、９２０
的营养成分。目前对污泥重金属钝化处理主要针对土壤改良［６｛］，很少进行植物生长试验。该文采用改性粉煤灰钝化污泥重金属，通过种植佛甲草绿化实验来研究污泥钝化处理有效方法，使污泥、粉煤灰资源化利用，为城市绿化提供养分好、成本低的种植基质。１
ｍｇ・ｋｇ～，远远超出我国污
泥农用标准，因此在绿化应用前必须进行处理使其不会随雨水污染城市地下水。利用物理一化学方法将污泥重金属包容在密实的惰性基材中，使其钝化／稳定化是一项重要的处理技术。有研究［３’５］表明，用粉煤灰稳定污泥是一种有效方法。粉煤灰是燃煤电厂粉煤燃烧排放的废弃物，利用粉煤灰处理污泥可谓以废治废，同时，粉煤灰本身含有多种植物可利用
实验方法
实验材料制备为改性粉煤灰和钝化污泥。用
１０％的石灰（含ＣＡ０９５％）与粉煤灰均匀混合，用马弗炉匀速升温到１０００℃焙烧３ｈ，保温ｉｈ后自然冷却制成改性粉煤灰。在脱水污泥中加入一定量的改性粉煤灰，在温室中用恒重法维持４０％左右的水分培养两周，使污泥重金属充分钝化，然后风干制成
收稿日期：２００９－０３—１５
基金项目：国家科技支撑计划课题资助（２００６ＢＡＪ０１Ａ０２一０２—０５，２００６ＢＡＪ０４８０５—１，２００６ＢＡＪ０２Ａ０９）
作者简介：唐鸣放（１９５７’），女，教授，博士，主要从事建筑节能与城市热环境研究，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｔｍｆ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｅｎ。
万方数据
１０４
土木建筑与环境工程
第３１卷
钝化污泥。实验设有５种处理，用Ｆ０、Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ４０表示改性粉煤灰加入量为０％、１０％、２０％、４０％的处理，用Ｆ２０（未）表示加入２０％的粉煤灰（未改性）的处理。５种处理为５种基质，种植佛甲草后观察其生长情况，成坪后测量如下内容：
（１）植物叶绿素含量；
（２）植物的土下和土上部分以及基质中的Ｚｎ、
Ｃｕ含量；
（３）渗滤水中Ｚｎ、Ｃｕ含量。
２实验结果与讨论
２．１钝化污泥对植物生长的影响
佛甲草生长状况的好坏是土壤基质物理性质和养分是否适合其生长的综合表现。观察几种处理基质佛甲草生长的整个过程可以看出，ＦＯ基质种植的
佛甲草生长速度快，成坪时间短，叶片开始是绿色，
随着时间的延长，叶片由绿色变为黄绿色，随后变为黄色，根部有叶片腐烂、脱落现象；Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ４０基质种植的佛甲草成坪时间依次增加，绿色慢慢加深。这是因为Ｆ０处理污泥养分释放快、肥效期短，残效也基本上耗竭，受到高含量的Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ等重金属的影响；而改性粉煤灰处理污泥养分释放缓慢，后效长。
由成坪后测定的叶绿素含量（见图１）可知，改性粉煤灰处理污泥为基质的佛甲草叶绿素含量普遍高于未处理污泥的情况。特别是Ｆ１０、Ｆ２０种植基质使佛甲草的叶绿素含量大幅提高。比较Ｆ２０和Ｆ２０（未）为基质的佛甲草叶绿素含量可知，改性粉煤灰处理污泥种植佛甲草的生长效果比一般粉煤灰处
理污泥更好。
张
瓤
翮乳
Ｆ０
Ｆ１０
Ｆ２０
Ｆ４０
Ｆ２０（术）
不ｈｄ处理
图１
各种处理的叶绿录含量
因此，以１０％～２０％的改性粉煤灰处理污泥
时，佛甲草生长快、叶绿素含量高，不仅有利于光合由图２和图３可以看出，佛甲草地上部分、地下
万方数据
Ｚｎ、Ｃｕ含量均明显高于基质中。从图中还可以看出，就佛甲草对处理污泥中Ｚｎ的净化而言，各种处理污泥种植的佛甲草地上部Ｚｎ的含量略高于地下部；而佛甲草对处理污泥中Ｃｕ的净化，各种处理污泥种植的佛甲草地上部Ｃｕ的含量显著低于地下部。这说明了佛甲草径和叶对Ｚｎ的吸收净化作用高于根部，对Ｃｕ的吸收净化作用明显低于根部。在改性粉煤灰钝化污泥重金属的基础上，佛甲草又修复了污泥重金属，在此双重作用下进一步固化污泥重金属。
图２各种处理的佛甲草以及基质中Ｚｎ的含量
图３各种处理的佛甲草以及基质中Ｃｕ的含量
２．３钝化污泥渗滤水对下水道水质的影响
佛甲草成坪后，降雨天分别收集各种处理基质的渗滤水。分析其水质结果见表１。可以看出，钝化污泥的渗滤水中各种污染物含量都明显降低。但Ｆｏ为基质的渗滤水中的污染物含量仍旧没有达到城市下水道水质标准（污水排入城市下水道水质标
准ＣＪ３０８２—１９９９）。而以Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ４０、Ｆ２０（未）
处理污泥为基质的渗滤水中，各污染物含量都明显
低于城市下水道水质标准，而且随着改性粉煤灰加
入量的增加污染物含量逐渐降低。若以Ｆｏ的渗滤水污染物含量为基础，Ｆ２０的渗滤水中各种污染物去除率都在８０％以上，降污效果很显著。
对于未种植佛甲草的各种处理污泥，收集渗滤
水。分析水质中的Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ含量见表２。可见改性粉煤灰处理污泥比一般粉煤灰处理污泥对重金属
的钝化效果更好。比较表１和表２还可以看出，种植佛甲草的各种处理污泥渗滤水中污染物含量显著降低，说明佛甲草对污染物也起到一定的净化效果。
在改性粉煤灰钝化污泥重金属以及佛甲草植物修复
作用，促进植物生长，并且叶色浓绿，色泽鲜艳。提高
景观效果。
２．２植物及基质中Ｚｎ、Ｃｕ
部分和基质中Ｚｎ、Ｃｕ的含量均随着改性粉煤灰加入量的增加而明显下降。佛甲草地上部和地下部的
第４期唐鸣放，等：城市污泥处理与绿化利用
１０５
重金属双重作用下，使污泥重金属固化在基质和吸收在佛甲草中，而未进入地下水中，切断了重金属在人类食物链中的传播，这样即保护了环境，也美化了环境，为污泥、粉煤灰在资源化利用方面寻找到了又一出路。
表１
种植佛甲草的基质渗滤水中污染物含量
处理（ｍｇ．ＬＺｎ／－１）（ｍｇ．Ｃｕ㈣／（ｍｇＭ．Ｌ－ｎ／１）（ｍｇ．ＣＯＬ＿ｌＤ／）繁７
Ｆｏ
５．３
３．８
３．７
６１０
１３０
Ｆ１００．７９０．７５０．８５３３４
Ｆ２０
０．６４０．３００．６３８２６
Ｆ４００．２１０．２４０．２３５２０
Ｆ２０（未）２．８０
１．４
１．１
８０５０
３０８２—１９９９
５．０２．０
２．０１５０８０
去除率／％８７．９
９２．１８３．８９３．８８０．０
备注：去除率以Ｆ２０／ＦＯ处理污泥中污染物含量计算
裹２钝化污泥渗滤水中污染物含量
２．４改性粉煤灰钝化机理分析
由图２和图３可以看到，佛甲草和基质中Ｚｎ、Ｃｕ含量，Ｆ２０处理都明显低于Ｆ２０（未），特别是基质中Ｚｎ和Ｃｕ含量，Ｆ２０（未）处理高于Ｆ２０处理的４．４倍和３．８倍。分析渗滤水的水质，由表１可知，Ｆ２０处理的渗滤水水质明显优于Ｆ２０（未）。
实验从宏观现象上说明了改性粉煤灰钝化污泥重金属的良好效果，下面用扫描电镜图比较原状粉煤灰与改性粉煤灰的微观结构差别，说明其钝化机理。
将原状粉煤灰和改性粉煤灰分别进行镀膜处理后，用扫描电镜观察它们的形貌，如图４和图５所示。原状粉煤灰中有许多玻璃体微珠，粒形规则完整，表面光滑，质地致密；而改性粉煤灰中由多孔的玻璃体和海绵多孔体组成，使其表面积大大增加。通过测定，改性粉煤灰的比表面积与原状粉煤灰增大了２．５倍多。改性粉煤灰经高温焙烧除去了其中的部分有机基团，生成了沸石类物质，其内部含有许多孔穴和通道，具有很强的吸附性和交换性，对污泥重金属离子具有很好的钝化效果。
万方数据
图４原状粉煤灰的电镜扫描图
图５改性粉煤灰电镜扫描图
城市污泥经过无害化处理后可以广泛应用于城ｔ／ｈｍ２施用污泥作为有机随着市政建设的不断发展，城市绿化用地的供
ｋＷ・ｈ／ｍ２左右¨”。城市有近一半的
ＣＪ
３绿化利用前景分析
市绿化。利用城市污泥进行草皮无土培植，比不用污泥的同类草皮生长快、铲运方便、效率高且无杂草。在绿化工程中施用城市污泥，绿化植物长势好、绿期延长、观赏性提高。城市污泥在园林绿化和花
卉生产中作为有机肥施用，既可改良土壤、促进园林绿化植物和花卉的生长［１…，又可避开食物链，就近使用，减少运输费用。中国城市绿地面积每年需要
新增５．５万ｈｍ２，按９０肥，全国城市绿化需要施用污泥近５００万ｔ［１］，可见
污泥在城市绿化中的用量巨大。
需矛盾日益突出，利用城市大面积的屋顶发展绿化，
既可推进城市生态化建设，又可兼顾建筑节能的需求，达到节能、节地和改善室内外热环境的目的。以种植景天科耐旱植物为主的屋顶轻型绿化技术［ｉＨ４］，可以广泛适用于城市大量轻荷载屋顶的生态节能改造。通过对比实验，轻型绿化对屋顶的隔热降温效果非常显著¨５１６ｊ，夏季高温期间屋顶每天
可节电０．１面积是屋顶，采用无害化污泥作为屋顶绿化的种植基质，不但就地取材、低成本，节省了大量节能材料，同时也消化了城市废弃物，促进了城市循环经
济发展。
１０６
土木建筑与环境工程
第３１卷
４
结语
实验结果表明，用改性粉煤灰处理污泥为基质
种植佛甲草，叶绿素含量高，植物地上部分、地下部分和基质中Ｚｎ、Ｃｕ的含量均随着改性粉煤灰加入量的增加而明显下降。种植基质渗滤水中各污染物含量都明显低于城市下水道水质标准。
从佛甲草的生长状态以及渗滤水对环境的影响来看，用２０％的改性粉煤灰钝化污泥作为种植基质效果最佳，渗滤水污染物除去率高于８０％。
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城市污泥处理与绿化利用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
唐鸣放， 王白雪， 郑怀礼， TANG Ming-fang， WANG Bai-xue， ZHENG Huai-li重庆大学,教育部山地城镇建设与新技术重点实验室,重庆,400045土木建筑与环境工程
JOURNAL OF CIVIL,ARCHITECTURAL & ENVIRONMENTAL ENGINEERING2009，31(4)0次
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相似文献(10条)
1.期刊论文 师荣梅. 宁平. 赵健蓉. 杨月红. SHI Rong-mei. NING Ping. ZHAO Jian-rong. YANG Yue-hong 粉煤灰和硅藻土对昆明污水厂污泥的脱水研究 -昆明理工大学学报（理工版）2008,33(5)
通过污泥比阻的测定试验,研究了添加助凝剂粉煤灰、改性硅藻土后对昆明污水厂污泥的脱水性能影响.通过数据分析得出了粉煤灰和硅藻土的最佳颗粒粒径,研究了分别投加和按1:1联合投加3种投加方案条件下对污泥的调理效果,投加粉煤灰的效果远远好于硅藻土和按1:1比例的联合投加,其最佳颗粒粒径为53um筛上,最佳投药量为22 g/100 mL,调理的污泥比阻值可下降99.3%,为0.39×1011m/kg.
2.学位论文 刘泰圻 利用污泥和粉煤灰配施改良沙土试验分析——以山东沙河和辽宁哈大冷沙地种植试验为例 2008
土地沙化是中国当前面临的最为严重的生态环境问题之一。根据第三次中国荒漠化和沙化状况公报：截止2004年，全国沙化土地面积173.97万平方公里，占国土总面积的18.12％。土地沙质荒漠化过程最直接的后果是土壤肥力和植被的退化，土地质量和农作物生长受到严重影响，从而导致生态环境恶化，表现出环境和经济两方面危害。 另一方面，随着社会经济不断发展，污泥和粉煤灰的堆积日益增多，这些废弃物不但占用大量土地，同时
也造成周边大气、水体污染。污泥和粉煤灰的妥善处理和资源化利用已经引起广泛关注。 根据已有的研究，污泥和粉煤灰是可以利用的资源，能够运用于多种领域。本文将污泥和粉煤灰进行合理配施，在沙地展开大田种植改良试验，试验效果明显。主要研究工作及所取得成果如下： 实地调查试验田土质退化状况及成因，制定选用当地污泥及粉煤灰进行生态改良的具体方案。首先对试验用物料(原始沙土、污泥与粉煤灰)取样进行室内测试分析，得出各物料基础特征(农化特征、质地特征、矿物组合、物理性质)数据。采用室内盆栽的方法，对粉煤灰、污泥及沙土三种物料进行多因素、多水平正交耦合，根据盆栽试验结果和课题组以往研究经验，沙河最终优选出两个配比方案(污泥：粉煤灰：沙土=1：2：7和1：1：3)；哈大冷最终决定出一个配方(污泥：粉煤灰：沙土=3：2：5)进行野外大田种植试验，并对种植树苗生长量情况展开跟踪监测。根据近两年时间观察，沙河试验田总体生长情况良好，树苗成活率约为96％，树高平均总增量6.38米，胸径平均总增量53.96毫米。较之改良前光秃贫瘠沙地，改良后试验田树木葱绿茂盛，显现速生丰产效果。另外，根据对比种植发现：施加废弃物土壤与未施加废弃物土壤对于树苗长势差异明显。 采集种植后成土样品，比较污泥、粉煤灰施加前后土壤特征变化，发现：(1)除Mg元素外，改良后土壤有机质及各有效营养元素含量均有提高，完全满足植物生长要求，尤其是有机质含量为改良前土壤的7～9倍。虽然个别有害元素含量在改良后土壤中略有增加，但均低于国家环境控制标准，基本上对植物和环境不造成危害和污染。此外
，pH值及全盐含量亦明显降低；(2)土壤类型由原先紧砂土转变为沙壤土，长石、石英等原生矿物开始壤化为粘土矿物，土壤团粒明显增加，粗粉粒比例提高，而砂粒比例减小；(3)土壤孔隙率提高显著，毛管孔隙数量增加，通气孔隙所占比例下降，孔隙整体结构趋于合理，土壤含水率提高，保水保肥能力增强。 对污泥与粉煤灰配施后土壤变化机理进行探讨。总结污泥与粉煤灰的各项物化性质，并将改良前后沙土物化性质进行比较，可以将二者改良沙土机理归结为三点：其一，污泥和粉煤灰中的有机质和微生物，以及有益营养元素全面补充沙土养分。其二，物理结构方面，污泥与粉煤灰的某些特性可与优质土壤相当，施加入沙土能够有效弥补沙土质地、物性上的不足，从而提高其保水保肥能力。其三，污泥和粉煤灰中的养分相互补充和作用，促使土壤中养分平衡，并且具有长效缓释的特点。总体而言，污泥与粉煤灰的配施不是简单加合，而是土壤、固体废弃物与微生物相互间物理、化学作用的结果。因此，针对退化贫瘠沙土，将污泥与粉煤灰合理配比，能够取长补短．互相促进，起到全面改良沙土作用。目前，利用污泥与粉煤灰配施改良沙土是一项全新的课题，在我国尚处于起步阶段，存在许多不足：污泥与粉煤灰的成分复杂，利用不合理可能带来危害，因此需要经过反复的测试与试验以决定最佳配比；研究方面，目前还不够全面和系统，许多改良机理还有待深入探讨。
3.期刊论文 张鸿龄. 孙丽娜. 孙铁珩. ZHANG Hong-ling. SUN Li-na. SUN Tie-heng 粉煤灰钝化污泥人工土壤理化性质研究 -环境科学2008,29(7)
通过添加不同比例的粉煤灰对城市污泥进行钝化,对钝化污泥的pH值、养分含量及重金属含量变化以及各配比人工土壤的持水性能进行了研究,评价其用于无土排岩场生态修复的可行性.结果表明,当粉煤灰与污泥以Ⅲ(1:1)和Ⅱ(2:1)配比时,人工土壤持水性能高于对照(草甸棕壤),以Ⅳ(1:2)配比时,持水性接近于对照;粉煤灰钝化污泥中养分含量极其丰富,处于高肥力水平,随着粉煤灰添加量的增加,人工土壤的养分含量呈现降低趋势;粉煤灰钝化污泥人工土壤中除了Ⅲ(1:1)中Ni含量较高,为187.67 mg·kg-1外,各处理中重金属Cd、Pb、Cu、Zn、Cr含量都显著低于国家农用标准(GB 4284-84、GB8173-87).
4.期刊论文 施惠生. 郭晓潞. Shi Huisheng. Guo Xiaolu 利用粉煤灰共处置水厂干化污泥制土木工程材料 -粉煤灰综合利用2009(3)
自来水和废水处理厂的污泥日益增长,如何经济有效地处置这些污泥已成为一个环境问题.本文分析了污泥的物理化学性能和毒性特征,探讨了利用粉煤灰共处置水厂干化污泥并用于轻质集料或陶粒、水泥混凝土、砖等土木工程材料,提出了目前亟需解决的一些关键技术问题,并明确指出利用粉煤灰处置污泥制备土木工程材料是我国污泥处置的有效途径.
5.学位论文 黄琳 利用污泥与粉煤灰改良盐碱地的实验研究 2007
目前，我国各种类型盐碱土总面积达14.87亿亩(约合9913万公顷)。虽然已有部分地区对盐碱地进行开垦，但仍有80％左右盐碱土尚未得到开发利用。土地盐碱化问题不但会造成资源的破坏和农业生产的巨大损失，而且还对生物圈和生态环境构成威胁，表现出环境和经济两方面的危害。因此，开发和利用盐碱土对我国农业的可持续发展和改善生态环境具有非常重要的实践意义。 另一方面，随着社会与经济发展，污泥和粉煤灰的堆积日益增多，它们不但占用了大量的土地，同时也造成周边大气和水体的污染。污泥和粉煤灰的妥善处理已经成为亟待解决的问题。 已有的研究表明，污泥和粉煤灰是可以利用的资源，能够运用于多种领域。本文利用阜新地区污泥和粉煤灰，对阜新那力的盐碱土进行了改良实验研究，取得非常明显的效果。主要研究结果如下： 阜新那力村的盐碱土为中度盐化的强碱土。其主要养分有机质低，碱解N、有效P、有效K和其它有益营养元素含量均低于植物生长要求。pH值高、钠吸附比高。通透性较差，虽具一定的蓄水性，但热导性较高，不保温。该盐碱地为养分低、质地差、物性不良的贫瘠土壤，不适于植物生长。 在那力盐碱地采样进行原始士质样品检验测试分析后，对试验地土质退化状况和成因进行分析研究，确定了那力盐碱地选用当地污泥和粉煤灰进行生态修复的方案模式。本次实验所用的污泥为阜新细河中污泥及淤积物的混合物，含有丰富的有机质，碱解N、有效P，富含有益微量元素，养分全面而丰富，还含人量有益及有害细菌。pH值适中，但含盐高。孔隙率和蓄水性较高，热导率较低，有一定的保温性。实验用粉煤灰有机质含量超出植物生长一般要求近11倍；富含多种有益微量元素。pH值略高，含盐较低；有效N及有效P较低，均低于植物生长要求。疏松多孔，容重低，孔隙率和蓄水性高，热导率较低，保温性好。污泥与粉煤灰中有害元素均全部大大低于国家农林土壤环境标准，是盐碱地物理性质的良好改良剂。 对采集样品的结构成分、有机质、重金属元素、孔隙结构等特点进行多水平、多因素正交耦合后，模拟污泥与粉煤灰改良盐碱地的配方，并编制室内盆栽试验方案。优选出两个合理配比方案，分别为污泥：粉煤灰：盐碱土=1：2：2，和1：1：3。将以上两个配方与纯盐碱土盆栽中的西红柿植株根、茎、叶进行对比，在同样的管理条件下，施加了废弃物的盐碱土盆栽中植株的总体长势远远好过原土盆栽。 分析污泥、粉煤灰改良盐碱地对土壤成分的影响：改良后土壤有机质及各种有效营养元素含量除Mg以外都有所提高，且均高于植物生长基本要求，尤其是有机质提高到植物生长基本要求的5.79倍；pH值及全盐含量则明显降低。改良后土壤中有害元素的含量略微有所增加，但仍大大低于国家环境标准，完全符合土壤环境标准，基本上对植物和环境不造成危害和污染。此外，对配施后土壤变化的机理进行深入探讨。总结污泥与粉煤灰的养分特性及其与盐碱十物性的比较结果，可以将其改良士壤的特点归结为三点：首先，污泥和粉煤灰中的有机质和微生物，以及有益养分能中和碱，降低盐含量，促使土壤酸碱平衡。第二，污泥和粉煤灰不仅含有多种养分，而且某些物理性能还可与优质土壤的物性相当。第三，污泥和粉煤灰中的养分相互补充和作用，促使土壤中养分平衡，并且具有长效缓释的特点。研究表明，污泥与粉煤灰配施不是简单的加合，而是土壤、固体废弃物与微生物相互作用的结果。因此，针对盐碱土的缺陷问题，将污泥与粉煤灰合理配比，能够起到取长补短，互相促进，脱盐降碱的效果。 总之，利用污泥与粉煤灰改良盐碱地是一项全新的课题，其效果日益明显。但是我国尚处于起步阶段，存在许多的问题：污泥与粉煤灰成分的复杂性及其不合理利用可能带来有严重威胁，需要经过反复的测试与实验才能选择最佳的配比。除此之外，还缺乏系统性，许多机理性问题还需深入研究和探讨。
6.期刊论文 王慧萍. 黄劲. 丁庆军. 胡曙光 利用污泥和粉煤灰生产高强优质轻集料的研究 -武汉理工大学学报2004,26(7)
利用污泥和粉煤灰生产轻集料具有环保节能和促进可持续性发展等优势,生产出的高强优质轻集料更是当前高层和重大工程所急需的.研究了利用污泥以及热电厂的低品位粉煤灰生产高强优质轻集料的工艺和方法.结果表明,利用污泥和粉煤灰的配合比为6∶4成型的坯体,通过控制焙烧制度,匹配焙烧时间和温度的关系,生产出了筒压强度高达7.10 MPa,吸水率为7.0%的800级高强优质粉煤灰轻集料.
7.期刊论文 张鸿龄. 孙丽娜. 孙铁珩. ZHANG Hongling. SUN Lina. SUN Tieheng 粉煤灰对钝化污泥重金属有效性影响
-辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2008,27(6)
通过添加不同比例的粉煤灰对城市生活污泥进行钝化,系统的研究了粉煤灰对钝化污泥中金属元素Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe含量及其有效化的影响.结果表明:粉煤灰对污泥中有效态Cd、Pb、Ni、Cr、Mn、Fe具有钝化作用,其中对Cd和Fe的钝化效果最明显;但对Cu却有促进其向有效态转化的作用;总体上看钝化污泥人工土壤中重金属含量符合国家农用标准,而其中有效态Cd、Pb、Ni、Cr的含量均远远低于对植物体造成毒害的临界水平.
8.学位论文 赵乐军 以石灰/粉煤灰/土为添加剂改善脱水污泥填埋特性的试验研究 2004
本课题在国内第一次从岩土工程的角度，采用正交试验和试验模拟的方法，进行了利用添加剂改善污泥填埋特性的试验研究，经过近二年的研究工作，取得了如下成果： 1、脱水污泥的初始强度很低，不能满足填埋的最低强度要求，以土、石灰、粉煤灰为添加剂，分别以1：0.5、1：0.75、
1：1的比例混合，放置不同天数后，测量混合试样的含水率和强度，添加剂的加入，提高了混合体的强度，改善了污泥的填埋特性，但是采用单一添加剂效果不是很好，为了达到污泥填埋所需要的最低强度，对于单一添加剂而言，一般需要20～30天的养护时间。 2、试验表明，污泥与土形成的混合试样，体积安定性很差，因此，单纯采用土作添加剂不是一种理想的方法。 3、通过测量不同添加剂、不同添加比例混合试样的渗透系数发现，不同添加剂与污泥形成的混合试样的渗透系数是不一样的，其中污泥/石灰的渗透系数最大，一般大于10-6cm/s，比污泥/土、污泥/粉煤灰混合试样的渗透系数大一到两个数量级；污泥/粉煤灰的渗透系数次之，污泥/土的渗透系数最小，小于10-7cm/s。上述三种混合试样的渗透系数总体来讲都比较低，约相当于软粘土，因此，不论采用何种添加剂，通过排水压密方法来提高混合试样的强度都不可能在短时间内凑效。 4、通过石灰、土、粉煤灰、硅酸钠四种添加剂对改善污泥渗透系数的正交试验发现，加入石灰对提高渗透系数最有效，其次是粉煤灰，其次是硅酸钠、土对提高渗透系数作用最小。 5、通过石灰、粉煤灰、土、硅酸钠四种添加剂三种添加水平的正交试验发现，两种或者两种以上添加剂比单一添加剂对改善污泥填埋特性效果更好。混合试样养护14天后，三号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=5：30：30：2.5：32.5)、四号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=10：10：20：2.5：57.5)、五号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=10：20：30：0.0：40)、七号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥
=15：10：30：0.5：44.5)、九号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=15：30：20：0.0：35)试样可以同时满足无侧限抗压强度≥50kpa、十字板抗剪强度≥25kpa的要求，六号试样可以满足十字板抗剪强度的要求，但不满足无侧限抗压强度的要求。四号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥
=10：10：20：2.5：57.5)和七号试样(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=15：10：30：0.5：44.5)的综合效果比较好。 6、通过土、石灰两种添加剂改善污泥填埋特性的试验发现，采用土、石灰作添加剂，在试验条件下，20天内，无侧限抗压强度和十字板抗剪强度均可以达到填埋要求，因此确定石灰：土：污泥=1：4：5。 7、通过对三种添加剂分别于污泥混合后所产生的渗滤液性质的研究，发现以生石灰为添加剂可以使填埋柱的通透性得到改善，渗滤液产生量大，pH值较高，有强烈恶臭。CODCr、BOD5、总氮和氨氮均远高于未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液，但有较好的可生化性，且生石灰对磷和Mg2+有一定的固定作用；以粉煤灰为添加剂的污泥填埋柱通透性得到改善，渗滤液产生量较大，渗滤液SS较高，可生化性有所提高，渗滤液中无机离子浓度远高于其它填埋柱，其余检测指标与未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液相差不大；以黏土为添加剂的污泥填埋柱通透性差，渗滤液产生量少，但对氨氮有较好的吸附性，渗滤液可生化性有所提高，黏土对K+、Mg2+、Ca2+均有一定的固定作用。 8、试验证明，污泥是一种特殊的半干性固体废弃物，本身的强度很低，通过添加剂来改善污泥的填埋特性，保证填埋操作的正常进行，是完全可行的。
9.期刊论文 王静. 宋存义. 孙文亮. 常冠钦. Wang Jing. Song Cunyi. Sun Wenliang. Chang Guanqin 添加粉煤灰对污泥比阻影响的研究 -环境污染治理技术与设备2006,7(3)
污泥脱水是污泥处理中重要的一环.本研究采用电厂废弃物粉煤灰对未脱水污泥改性,经过改性的污泥比阻降低,改善污泥脱水性能,并对产生这一现象的机制进行了探讨.
10.期刊论文 粉煤灰及沸石对污泥回流液中磷的吸附研究 -环境污染与防治2009,31(9)
以粉煤灰和沸石作为吸附材料,研究了两者在静态吸附、动态吸附及流化吸附3种运行状态下,对模拟污泥回流液中磷的吸附情况.试验结果表明,粉煤灰及沸石在3种吸附状态下,达到吸附平衡时TP去除率大小为静态吸附>流化吸附>动态吸附.静态吸附效果最好,但达到吸附平衡所需时间最长,相对效率较低;动态吸附吸附平衡时间短,但TP去除率较低.通过对比粉煤灰及沸石在3种不同吸附状态下的吸附特点及效果,得出宜采用中等粒级的沸石颗粒流化吸附处理污泥回流液.
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第３１卷第４期２００９年８月
土木建筑与环境工程
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ。Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ－３１Ｎｏ．４Ａｕｇ．２００９
城市污泥处理与绿化利用
唐鸣放，王白雪，郑怀礼
（重庆大学教育部山地城镇建设与新技术重点实验室，重庆４０００４５）
摘
要：城市污水处理厂剩余污泥富含植物养分，在城市绿化中具有较高的利用价值，但污泥中也
含有较高的重金属，会对城市地下水产生二次污染。采用改性粉煤灰钝化污泥，通过种植佛甲草绿化实验，探讨了不同配比和用量的改性粉煤灰处理污泥对植物生长状态以及对渗滤水的环境影响，得出用２０％的改性粉煤灰钝化污泥作为绿化植物的种植基质可使渗滤水中污染物除去８０％以上。
关键词：污泥；粉煤灰；重金属；绿化
中图分类号：Ｘ７０５文献标志码：Ａ
文章编号：１６７４—４７６４（２００９）０４—０１０３—０４
ＳｌｕｄｇｅＴｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＧｒｅｅｎｉｎｇ
ＴＡＮＧＭｉｎｇ－ｆａｎｇ，ＷＡＮＧＢａｉ－ｘｕｅ，ＺＨＥＮＧＨｕａｉ－ｌｉ
（Ｋｅｙ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆ
ＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｆｏｒ
Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ｏｆ
Ｃｉｔｉｅｓ
ｉｎ
Ｍｏｕｎｔａｉｎ
Ａｒｅａ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４５，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｌｕｄｇｅｉｓ
ａ
ｖｅｒｙ
ｇｏｏｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｓｏｕｒｃｅ
ａｎｄｈａｓｈｉｇｈｅｒｖａｌｕｅｉｎ
ｕｓｅａｓ
ｎｕｔｒｉｅｎｔｓｆｏｒｇｒｅｅｎｉｎｇ，
ｗｈｅｒｅａｓｓｌｕｄｇｅａｌｓｏｃｏｎｔａｉｎｓｈｉｇｈｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ，ｗｉｔｈｗｈｉｃｈｕｒｂａｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｗｏｕｌｄｂｅ
ｓｕｆｆｅｒｅｄ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ａ
ＯＵｔｔｏ
ｔｅｓｔ
ｏｆｇｒｅｅｎｉｎｇ
ｗｉｔｈｓｅｄｉｕｍｌｉｎｅａｒｅａｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｆｌｙ
ａｓｈ
ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｓｌｕｄｇｅｗａｓｃａｒｒｉｅｄａｓｈ
ｏｎ
ｓｔｕｄｙｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｘｔｕｒｅｒａｔｉｏａｎｄｄｏｓａｇｅｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｆｌｙ
ｔｈｅｐｌａｎｔ’Ｓｇｒｏｗｔｈａｎｄｌｅａｃｈａｔｅ．Ｉｔｗａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔ２０％ｍｉｘｔｕｒｅｒａｔｉｏｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｆｌｙａｓｈｗａｓｔｈｅ
ｃａｎ
ｏｐｔｉｍｕｍｆｏｒｓｌｕｄｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄ８０％ｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｕｄｇｅ；ｆｌｙａｓｈ；ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ；ｇｒｅｅｎｉｎｇ
ｂｅｒｅｍｏｖｅｄ．
城市污水处理厂剩余污泥中含有丰富的植物养分，将污泥适当处理后用作绿化的栽培基质，不但降低了绿化成本，同时也消化了城市废弃物。污泥农用处理主要采用堆肥方式［１｛］，但污泥中含有较高的重金属Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ，尤其是Ｚｎ、Ｃｕ，分别高达
３３００．０ｍｇ・ｋｇ～、９２０
的营养成分。目前对污泥重金属钝化处理主要针对土壤改良［６｛］，很少进行植物生长试验。该文采用改性粉煤灰钝化污泥重金属，通过种植佛甲草绿化实验来研究污泥钝化处理有效方法，使污泥、粉煤灰资源化利用，为城市绿化提供养分好、成本低的种植基质。１
ｍｇ・ｋｇ～，远远超出我国污
泥农用标准，因此在绿化应用前必须进行处理使其不会随雨水污染城市地下水。利用物理一化学方法将污泥重金属包容在密实的惰性基材中，使其钝化／稳定化是一项重要的处理技术。有研究［３’５］表明，用粉煤灰稳定污泥是一种有效方法。粉煤灰是燃煤电厂粉煤燃烧排放的废弃物，利用粉煤灰处理污泥可谓以废治废，同时，粉煤灰本身含有多种植物可利用
实验方法
实验材料制备为改性粉煤灰和钝化污泥。用
１０％的石灰（含ＣＡ０９５％）与粉煤灰均匀混合，用马弗炉匀速升温到１０００℃焙烧３ｈ，保温ｉｈ后自然冷却制成改性粉煤灰。在脱水污泥中加入一定量的改性粉煤灰，在温室中用恒重法维持４０％左右的水分培养两周，使污泥重金属充分钝化，然后风干制成
收稿日期：２００９－０３—１５
基金项目：国家科技支撑计划课题资助（２００６ＢＡＪ０１Ａ０２一０２—０５，２００６ＢＡＪ０４８０５—１，２００６ＢＡＪ０２Ａ０９）
作者简介：唐鸣放（１９５７’），女，教授，博士，主要从事建筑节能与城市热环境研究，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｔｍｆ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｅｎ。
万方数据
１０４
土木建筑与环境工程
第３１卷
钝化污泥。实验设有５种处理，用Ｆ０、Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ４０表示改性粉煤灰加入量为０％、１０％、２０％、４０％的处理，用Ｆ２０（未）表示加入２０％的粉煤灰（未改性）的处理。５种处理为５种基质，种植佛甲草后观察其生长情况，成坪后测量如下内容：
（１）植物叶绿素含量；
（２）植物的土下和土上部分以及基质中的Ｚｎ、
Ｃｕ含量；
（３）渗滤水中Ｚｎ、Ｃｕ含量。
２实验结果与讨论
２．１钝化污泥对植物生长的影响
佛甲草生长状况的好坏是土壤基质物理性质和养分是否适合其生长的综合表现。观察几种处理基质佛甲草生长的整个过程可以看出，ＦＯ基质种植的
佛甲草生长速度快，成坪时间短，叶片开始是绿色，
随着时间的延长，叶片由绿色变为黄绿色，随后变为黄色，根部有叶片腐烂、脱落现象；Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ４０基质种植的佛甲草成坪时间依次增加，绿色慢慢加深。这是因为Ｆ０处理污泥养分释放快、肥效期短，残效也基本上耗竭，受到高含量的Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ等重金属的影响；而改性粉煤灰处理污泥养分释放缓慢，后效长。
由成坪后测定的叶绿素含量（见图１）可知，改性粉煤灰处理污泥为基质的佛甲草叶绿素含量普遍高于未处理污泥的情况。特别是Ｆ１０、Ｆ２０种植基质使佛甲草的叶绿素含量大幅提高。比较Ｆ２０和Ｆ２０（未）为基质的佛甲草叶绿素含量可知，改性粉煤灰处理污泥种植佛甲草的生长效果比一般粉煤灰处
理污泥更好。
张
瓤
翮乳
Ｆ０
Ｆ１０
Ｆ２０
Ｆ４０
Ｆ２０（术）
不ｈｄ处理
图１
各种处理的叶绿录含量
因此，以１０％～２０％的改性粉煤灰处理污泥
时，佛甲草生长快、叶绿素含量高，不仅有利于光合由图２和图３可以看出，佛甲草地上部分、地下
万方数据
Ｚｎ、Ｃｕ含量均明显高于基质中。从图中还可以看出，就佛甲草对处理污泥中Ｚｎ的净化而言，各种处理污泥种植的佛甲草地上部Ｚｎ的含量略高于地下部；而佛甲草对处理污泥中Ｃｕ的净化，各种处理污泥种植的佛甲草地上部Ｃｕ的含量显著低于地下部。这说明了佛甲草径和叶对Ｚｎ的吸收净化作用高于根部，对Ｃｕ的吸收净化作用明显低于根部。在改性粉煤灰钝化污泥重金属的基础上，佛甲草又修复了污泥重金属，在此双重作用下进一步固化污泥重金属。
图２各种处理的佛甲草以及基质中Ｚｎ的含量
图３各种处理的佛甲草以及基质中Ｃｕ的含量
２．３钝化污泥渗滤水对下水道水质的影响
佛甲草成坪后，降雨天分别收集各种处理基质的渗滤水。分析其水质结果见表１。可以看出，钝化污泥的渗滤水中各种污染物含量都明显降低。但Ｆｏ为基质的渗滤水中的污染物含量仍旧没有达到城市下水道水质标准（污水排入城市下水道水质标
准ＣＪ３０８２—１９９９）。而以Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ４０、Ｆ２０（未）
处理污泥为基质的渗滤水中，各污染物含量都明显
低于城市下水道水质标准，而且随着改性粉煤灰加
入量的增加污染物含量逐渐降低。若以Ｆｏ的渗滤水污染物含量为基础，Ｆ２０的渗滤水中各种污染物去除率都在８０％以上，降污效果很显著。
对于未种植佛甲草的各种处理污泥，收集渗滤
水。分析水质中的Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ含量见表２。可见改性粉煤灰处理污泥比一般粉煤灰处理污泥对重金属
的钝化效果更好。比较表１和表２还可以看出，种植佛甲草的各种处理污泥渗滤水中污染物含量显著降低，说明佛甲草对污染物也起到一定的净化效果。
在改性粉煤灰钝化污泥重金属以及佛甲草植物修复
作用，促进植物生长，并且叶色浓绿，色泽鲜艳。提高
景观效果。
２．２植物及基质中Ｚｎ、Ｃｕ
部分和基质中Ｚｎ、Ｃｕ的含量均随着改性粉煤灰加入量的增加而明显下降。佛甲草地上部和地下部的
第４期唐鸣放，等：城市污泥处理与绿化利用
１０５
重金属双重作用下，使污泥重金属固化在基质和吸收在佛甲草中，而未进入地下水中，切断了重金属在人类食物链中的传播，这样即保护了环境，也美化了环境，为污泥、粉煤灰在资源化利用方面寻找到了又一出路。
表１
种植佛甲草的基质渗滤水中污染物含量
处理（ｍｇ．ＬＺｎ／－１）（ｍｇ．Ｃｕ㈣／（ｍｇＭ．Ｌ－ｎ／１）（ｍｇ．ＣＯＬ＿ｌＤ／）繁７
Ｆｏ
５．３
３．８
３．７
６１０
１３０
Ｆ１００．７９０．７５０．８５３３４
Ｆ２０
０．６４０．３００．６３８２６
Ｆ４００．２１０．２４０．２３５２０
Ｆ２０（未）２．８０
１．４
１．１
８０５０
３０８２—１９９９
５．０２．０
２．０１５０８０
去除率／％８７．９
９２．１８３．８９３．８８０．０
备注：去除率以Ｆ２０／ＦＯ处理污泥中污染物含量计算
裹２钝化污泥渗滤水中污染物含量
２．４改性粉煤灰钝化机理分析
由图２和图３可以看到，佛甲草和基质中Ｚｎ、Ｃｕ含量，Ｆ２０处理都明显低于Ｆ２０（未），特别是基质中Ｚｎ和Ｃｕ含量，Ｆ２０（未）处理高于Ｆ２０处理的４．４倍和３．８倍。分析渗滤水的水质，由表１可知，Ｆ２０处理的渗滤水水质明显优于Ｆ２０（未）。
实验从宏观现象上说明了改性粉煤灰钝化污泥重金属的良好效果，下面用扫描电镜图比较原状粉煤灰与改性粉煤灰的微观结构差别，说明其钝化机理。
将原状粉煤灰和改性粉煤灰分别进行镀膜处理后，用扫描电镜观察它们的形貌，如图４和图５所示。原状粉煤灰中有许多玻璃体微珠，粒形规则完整，表面光滑，质地致密；而改性粉煤灰中由多孔的玻璃体和海绵多孔体组成，使其表面积大大增加。通过测定，改性粉煤灰的比表面积与原状粉煤灰增大了２．５倍多。改性粉煤灰经高温焙烧除去了其中的部分有机基团，生成了沸石类物质，其内部含有许多孔穴和通道，具有很强的吸附性和交换性，对污泥重金属离子具有很好的钝化效果。
万方数据
图４原状粉煤灰的电镜扫描图
图５改性粉煤灰电镜扫描图
城市污泥经过无害化处理后可以广泛应用于城ｔ／ｈｍ２施用污泥作为有机随着市政建设的不断发展，城市绿化用地的供
ｋＷ・ｈ／ｍ２左右¨”。城市有近一半的
ＣＪ
３绿化利用前景分析
市绿化。利用城市污泥进行草皮无土培植，比不用污泥的同类草皮生长快、铲运方便、效率高且无杂草。在绿化工程中施用城市污泥，绿化植物长势好、绿期延长、观赏性提高。城市污泥在园林绿化和花
卉生产中作为有机肥施用，既可改良土壤、促进园林绿化植物和花卉的生长［１…，又可避开食物链，就近使用，减少运输费用。中国城市绿地面积每年需要
新增５．５万ｈｍ２，按９０肥，全国城市绿化需要施用污泥近５００万ｔ［１］，可见
污泥在城市绿化中的用量巨大。
需矛盾日益突出，利用城市大面积的屋顶发展绿化，
既可推进城市生态化建设，又可兼顾建筑节能的需求，达到节能、节地和改善室内外热环境的目的。以种植景天科耐旱植物为主的屋顶轻型绿化技术［ｉＨ４］，可以广泛适用于城市大量轻荷载屋顶的生态节能改造。通过对比实验，轻型绿化对屋顶的隔热降温效果非常显著¨５１６ｊ，夏季高温期间屋顶每天
可节电０．１面积是屋顶，采用无害化污泥作为屋顶绿化的种植基质，不但就地取材、低成本，节省了大量节能材料，同时也消化了城市废弃物，促进了城市循环经
济发展。
１０６
土木建筑与环境工程
第３１卷
４
结语
实验结果表明，用改性粉煤灰处理污泥为基质
种植佛甲草，叶绿素含量高，植物地上部分、地下部分和基质中Ｚｎ、Ｃｕ的含量均随着改性粉煤灰加入量的增加而明显下降。种植基质渗滤水中各污染物含量都明显低于城市下水道水质标准。
从佛甲草的生长状态以及渗滤水对环境的影响来看，用２０％的改性粉煤灰钝化污泥作为种植基质效果最佳，渗滤水污染物除去率高于８０％。
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（编辑王秀玲）
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城市污泥处理与绿化利用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
唐鸣放， 王白雪， 郑怀礼， TANG Ming-fang， WANG Bai-xue， ZHENG Huai-li重庆大学,教育部山地城镇建设与新技术重点实验室,重庆,400045土木建筑与环境工程
JOURNAL OF CIVIL,ARCHITECTURAL & ENVIRONMENTAL ENGINEERING2009，31(4)0次
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2.学位论文 刘泰圻 利用污泥和粉煤灰配施改良沙土试验分析——以山东沙河和辽宁哈大冷沙地种植试验为例 2008
土地沙化是中国当前面临的最为严重的生态环境问题之一。根据第三次中国荒漠化和沙化状况公报：截止2004年，全国沙化土地面积173.97万平方公里，占国土总面积的18.12％。土地沙质荒漠化过程最直接的后果是土壤肥力和植被的退化，土地质量和农作物生长受到严重影响，从而导致生态环境恶化，表现出环境和经济两方面危害。 另一方面，随着社会经济不断发展，污泥和粉煤灰的堆积日益增多，这些废弃物不但占用大量土地，同时
也造成周边大气、水体污染。污泥和粉煤灰的妥善处理和资源化利用已经引起广泛关注。 根据已有的研究，污泥和粉煤灰是可以利用的资源，能够运用于多种领域。本文将污泥和粉煤灰进行合理配施，在沙地展开大田种植改良试验，试验效果明显。主要研究工作及所取得成果如下： 实地调查试验田土质退化状况及成因，制定选用当地污泥及粉煤灰进行生态改良的具体方案。首先对试验用物料(原始沙土、污泥与粉煤灰)取样进行室内测试分析，得出各物料基础特征(农化特征、质地特征、矿物组合、物理性质)数据。采用室内盆栽的方法，对粉煤灰、污泥及沙土三种物料进行多因素、多水平正交耦合，根据盆栽试验结果和课题组以往研究经验，沙河最终优选出两个配比方案(污泥：粉煤灰：沙土=1：2：7和1：1：3)；哈大冷最终决定出一个配方(污泥：粉煤灰：沙土=3：2：5)进行野外大田种植试验，并对种植树苗生长量情况展开跟踪监测。根据近两年时间观察，沙河试验田总体生长情况良好，树苗成活率约为96％，树高平均总增量6.38米，胸径平均总增量53.96毫米。较之改良前光秃贫瘠沙地，改良后试验田树木葱绿茂盛，显现速生丰产效果。另外，根据对比种植发现：施加废弃物土壤与未施加废弃物土壤对于树苗长势差异明显。 采集种植后成土样品，比较污泥、粉煤灰施加前后土壤特征变化，发现：(1)除Mg元素外，改良后土壤有机质及各有效营养元素含量均有提高，完全满足植物生长要求，尤其是有机质含量为改良前土壤的7～9倍。虽然个别有害元素含量在改良后土壤中略有增加，但均低于国家环境控制标准，基本上对植物和环境不造成危害和污染。此外
，pH值及全盐含量亦明显降低；(2)土壤类型由原先紧砂土转变为沙壤土，长石、石英等原生矿物开始壤化为粘土矿物，土壤团粒明显增加，粗粉粒比例提高，而砂粒比例减小；(3)土壤孔隙率提高显著，毛管孔隙数量增加，通气孔隙所占比例下降，孔隙整体结构趋于合理，土壤含水率提高，保水保肥能力增强。 对污泥与粉煤灰配施后土壤变化机理进行探讨。总结污泥与粉煤灰的各项物化性质，并将改良前后沙土物化性质进行比较，可以将二者改良沙土机理归结为三点：其一，污泥和粉煤灰中的有机质和微生物，以及有益营养元素全面补充沙土养分。其二，物理结构方面，污泥与粉煤灰的某些特性可与优质土壤相当，施加入沙土能够有效弥补沙土质地、物性上的不足，从而提高其保水保肥能力。其三，污泥和粉煤灰中的养分相互补充和作用，促使土壤中养分平衡，并且具有长效缓释的特点。总体而言，污泥与粉煤灰的配施不是简单加合，而是土壤、固体废弃物与微生物相互间物理、化学作用的结果。因此，针对退化贫瘠沙土，将污泥与粉煤灰合理配比，能够取长补短．互相促进，起到全面改良沙土作用。目前，利用污泥与粉煤灰配施改良沙土是一项全新的课题，在我国尚处于起步阶段，存在许多不足：污泥与粉煤灰的成分复杂，利用不合理可能带来危害，因此需要经过反复的测试与试验以决定最佳配比；研究方面，目前还不够全面和系统，许多改良机理还有待深入探讨。
3.期刊论文 张鸿龄. 孙丽娜. 孙铁珩. ZHANG Hong-ling. SUN Li-na. SUN Tie-heng 粉煤灰钝化污泥人工土壤理化性质研究 -环境科学2008,29(7)
通过添加不同比例的粉煤灰对城市污泥进行钝化,对钝化污泥的pH值、养分含量及重金属含量变化以及各配比人工土壤的持水性能进行了研究,评价其用于无土排岩场生态修复的可行性.结果表明,当粉煤灰与污泥以Ⅲ(1:1)和Ⅱ(2:1)配比时,人工土壤持水性能高于对照(草甸棕壤),以Ⅳ(1:2)配比时,持水性接近于对照;粉煤灰钝化污泥中养分含量极其丰富,处于高肥力水平,随着粉煤灰添加量的增加,人工土壤的养分含量呈现降低趋势;粉煤灰钝化污泥人工土壤中除了Ⅲ(1:1)中Ni含量较高,为187.67 mg·kg-1外,各处理中重金属Cd、Pb、Cu、Zn、Cr含量都显著低于国家农用标准(GB 4284-84、GB8173-87).
4.期刊论文 施惠生. 郭晓潞. Shi Huisheng. Guo Xiaolu 利用粉煤灰共处置水厂干化污泥制土木工程材料 -粉煤灰综合利用2009(3)
自来水和废水处理厂的污泥日益增长,如何经济有效地处置这些污泥已成为一个环境问题.本文分析了污泥的物理化学性能和毒性特征,探讨了利用粉煤灰共处置水厂干化污泥并用于轻质集料或陶粒、水泥混凝土、砖等土木工程材料,提出了目前亟需解决的一些关键技术问题,并明确指出利用粉煤灰处置污泥制备土木工程材料是我国污泥处置的有效途径.
5.学位论文 黄琳 利用污泥与粉煤灰改良盐碱地的实验研究 2007
目前，我国各种类型盐碱土总面积达14.87亿亩(约合9913万公顷)。虽然已有部分地区对盐碱地进行开垦，但仍有80％左右盐碱土尚未得到开发利用。土地盐碱化问题不但会造成资源的破坏和农业生产的巨大损失，而且还对生物圈和生态环境构成威胁，表现出环境和经济两方面的危害。因此，开发和利用盐碱土对我国农业的可持续发展和改善生态环境具有非常重要的实践意义。 另一方面，随着社会与经济发展，污泥和粉煤灰的堆积日益增多，它们不但占用了大量的土地，同时也造成周边大气和水体的污染。污泥和粉煤灰的妥善处理已经成为亟待解决的问题。 已有的研究表明，污泥和粉煤灰是可以利用的资源，能够运用于多种领域。本文利用阜新地区污泥和粉煤灰，对阜新那力的盐碱土进行了改良实验研究，取得非常明显的效果。主要研究结果如下： 阜新那力村的盐碱土为中度盐化的强碱土。其主要养分有机质低，碱解N、有效P、有效K和其它有益营养元素含量均低于植物生长要求。pH值高、钠吸附比高。通透性较差，虽具一定的蓄水性，但热导性较高，不保温。该盐碱地为养分低、质地差、物性不良的贫瘠土壤，不适于植物生长。 在那力盐碱地采样进行原始士质样品检验测试分析后，对试验地土质退化状况和成因进行分析研究，确定了那力盐碱地选用当地污泥和粉煤灰进行生态修复的方案模式。本次实验所用的污泥为阜新细河中污泥及淤积物的混合物，含有丰富的有机质，碱解N、有效P，富含有益微量元素，养分全面而丰富，还含人量有益及有害细菌。pH值适中，但含盐高。孔隙率和蓄水性较高，热导率较低，有一定的保温性。实验用粉煤灰有机质含量超出植物生长一般要求近11倍；富含多种有益微量元素。pH值略高，含盐较低；有效N及有效P较低，均低于植物生长要求。疏松多孔，容重低，孔隙率和蓄水性高，热导率较低，保温性好。污泥与粉煤灰中有害元素均全部大大低于国家农林土壤环境标准，是盐碱地物理性质的良好改良剂。 对采集样品的结构成分、有机质、重金属元素、孔隙结构等特点进行多水平、多因素正交耦合后，模拟污泥与粉煤灰改良盐碱地的配方，并编制室内盆栽试验方案。优选出两个合理配比方案，分别为污泥：粉煤灰：盐碱土=1：2：2，和1：1：3。将以上两个配方与纯盐碱土盆栽中的西红柿植株根、茎、叶进行对比，在同样的管理条件下，施加了废弃物的盐碱土盆栽中植株的总体长势远远好过原土盆栽。 分析污泥、粉煤灰改良盐碱地对土壤成分的影响：改良后土壤有机质及各种有效营养元素含量除Mg以外都有所提高，且均高于植物生长基本要求，尤其是有机质提高到植物生长基本要求的5.79倍；pH值及全盐含量则明显降低。改良后土壤中有害元素的含量略微有所增加，但仍大大低于国家环境标准，完全符合土壤环境标准，基本上对植物和环境不造成危害和污染。此外，对配施后土壤变化的机理进行深入探讨。总结污泥与粉煤灰的养分特性及其与盐碱十物性的比较结果，可以将其改良士壤的特点归结为三点：首先，污泥和粉煤灰中的有机质和微生物，以及有益养分能中和碱，降低盐含量，促使土壤酸碱平衡。第二，污泥和粉煤灰不仅含有多种养分，而且某些物理性能还可与优质土壤的物性相当。第三，污泥和粉煤灰中的养分相互补充和作用，促使土壤中养分平衡，并且具有长效缓释的特点。研究表明，污泥与粉煤灰配施不是简单的加合，而是土壤、固体废弃物与微生物相互作用的结果。因此，针对盐碱土的缺陷问题，将污泥与粉煤灰合理配比，能够起到取长补短，互相促进，脱盐降碱的效果。 总之，利用污泥与粉煤灰改良盐碱地是一项全新的课题，其效果日益明显。但是我国尚处于起步阶段，存在许多的问题：污泥与粉煤灰成分的复杂性及其不合理利用可能带来有严重威胁，需要经过反复的测试与实验才能选择最佳的配比。除此之外，还缺乏系统性，许多机理性问题还需深入研究和探讨。
6.期刊论文 王慧萍. 黄劲. 丁庆军. 胡曙光 利用污泥和粉煤灰生产高强优质轻集料的研究 -武汉理工大学学报2004,26(7)
利用污泥和粉煤灰生产轻集料具有环保节能和促进可持续性发展等优势,生产出的高强优质轻集料更是当前高层和重大工程所急需的.研究了利用污泥以及热电厂的低品位粉煤灰生产高强优质轻集料的工艺和方法.结果表明,利用污泥和粉煤灰的配合比为6∶4成型的坯体,通过控制焙烧制度,匹配焙烧时间和温度的关系,生产出了筒压强度高达7.10 MPa,吸水率为7.0%的800级高强优质粉煤灰轻集料.
7.期刊论文 张鸿龄. 孙丽娜. 孙铁珩. ZHANG Hongling. SUN Lina. SUN Tieheng 粉煤灰对钝化污泥重金属有效性影响
-辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2008,27(6)
通过添加不同比例的粉煤灰对城市生活污泥进行钝化,系统的研究了粉煤灰对钝化污泥中金属元素Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe含量及其有效化的影响.结果表明:粉煤灰对污泥中有效态Cd、Pb、Ni、Cr、Mn、Fe具有钝化作用,其中对Cd和Fe的钝化效果最明显;但对Cu却有促进其向有效态转化的作用;总体上看钝化污泥人工土壤中重金属含量符合国家农用标准,而其中有效态Cd、Pb、Ni、Cr的含量均远远低于对植物体造成毒害的临界水平.
8.学位论文 赵乐军 以石灰/粉煤灰/土为添加剂改善脱水污泥填埋特性的试验研究 2004
本课题在国内第一次从岩土工程的角度，采用正交试验和试验模拟的方法，进行了利用添加剂改善污泥填埋特性的试验研究，经过近二年的研究工作，取得了如下成果： 1、脱水污泥的初始强度很低，不能满足填埋的最低强度要求，以土、石灰、粉煤灰为添加剂，分别以1：0.5、1：0.75、
1：1的比例混合，放置不同天数后，测量混合试样的含水率和强度，添加剂的加入，提高了混合体的强度，改善了污泥的填埋特性，但是采用单一添加剂效果不是很好，为了达到污泥填埋所需要的最低强度，对于单一添加剂而言，一般需要20～30天的养护时间。 2、试验表明，污泥与土形成的混合试样，体积安定性很差，因此，单纯采用土作添加剂不是一种理想的方法。 3、通过测量不同添加剂、不同添加比例混合试样的渗透系数发现，不同添加剂与污泥形成的混合试样的渗透系数是不一样的，其中污泥/石灰的渗透系数最大，一般大于10-6cm/s，比污泥/土、污泥/粉煤灰混合试样的渗透系数大一到两个数量级；污泥/粉煤灰的渗透系数次之，污泥/土的渗透系数最小，小于10-7cm/s。上述三种混合试样的渗透系数总体来讲都比较低，约相当于软粘土，因此，不论采用何种添加剂，通过排水压密方法来提高混合试样的强度都不可能在短时间内凑效。 4、通过石灰、土、粉煤灰、硅酸钠四种添加剂对改善污泥渗透系数的正交试验发现，加入石灰对提高渗透系数最有效，其次是粉煤灰，其次是硅酸钠、土对提高渗透系数作用最小。 5、通过石灰、粉煤灰、土、硅酸钠四种添加剂三种添加水平的正交试验发现，两种或者两种以上添加剂比单一添加剂对改善污泥填埋特性效果更好。混合试样养护14天后，三号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=5：30：30：2.5：32.5)、四号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=10：10：20：2.5：57.5)、五号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=10：20：30：0.0：40)、七号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥
=15：10：30：0.5：44.5)、九号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=15：30：20：0.0：35)试样可以同时满足无侧限抗压强度≥50kpa、十字板抗剪强度≥25kpa的要求，六号试样可以满足十字板抗剪强度的要求，但不满足无侧限抗压强度的要求。四号(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥
=10：10：20：2.5：57.5)和七号试样(石灰：粉煤灰：土：硅酸钠：污泥=15：10：30：0.5：44.5)的综合效果比较好。 6、通过土、石灰两种添加剂改善污泥填埋特性的试验发现，采用土、石灰作添加剂，在试验条件下，20天内，无侧限抗压强度和十字板抗剪强度均可以达到填埋要求，因此确定石灰：土：污泥=1：4：5。 7、通过对三种添加剂分别于污泥混合后所产生的渗滤液性质的研究，发现以生石灰为添加剂可以使填埋柱的通透性得到改善，渗滤液产生量大，pH值较高，有强烈恶臭。CODCr、BOD5、总氮和氨氮均远高于未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液，但有较好的可生化性，且生石灰对磷和Mg2+有一定的固定作用；以粉煤灰为添加剂的污泥填埋柱通透性得到改善，渗滤液产生量较大，渗滤液SS较高，可生化性有所提高，渗滤液中无机离子浓度远高于其它填埋柱，其余检测指标与未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液相差不大；以黏土为添加剂的污泥填埋柱通透性差，渗滤液产生量少，但对氨氮有较好的吸附性，渗滤液可生化性有所提高，黏土对K+、Mg2+、Ca2+均有一定的固定作用。 8、试验证明，污泥是一种特殊的半干性固体废弃物，本身的强度很低，通过添加剂来改善污泥的填埋特性，保证填埋操作的正常进行，是完全可行的。
9.期刊论文 王静. 宋存义. 孙文亮. 常冠钦. Wang Jing. Song Cunyi. Sun Wenliang. Chang Guanqin 添加粉煤灰对污泥比阻影响的研究 -环境污染治理技术与设备2006,7(3)
污泥脱水是污泥处理中重要的一环.本研究采用电厂废弃物粉煤灰对未脱水污泥改性,经过改性的污泥比阻降低,改善污泥脱水性能,并对产生这一现象的机制进行了探讨.
10.期刊论文 粉煤灰及沸石对污泥回流液中磷的吸附研究 -环境污染与防治2009,31(9)
以粉煤灰和沸石作为吸附材料,研究了两者在静态吸附、动态吸附及流化吸附3种运行状态下,对模拟污泥回流液中磷的吸附情况.试验结果表明,粉煤灰及沸石在3种吸附状态下,达到吸附平衡时TP去除率大小为静态吸附>流化吸附>动态吸附.静态吸附效果最好,但达到吸附平衡所需时间最长,相对效率较低;动态吸附吸附平衡时间短,但TP去除率较低.通过对比粉煤灰及沸石在3种不同吸附状态下的吸附特点及效果,得出宜采用中等粒级的沸石颗粒流化吸附处理污泥回流液.
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下载时间：2010年4月17日