给水处理厂污泥再利用的理论与方法
作者：裴元生 著
出版时间： 2018年版
内容简介
铁铝泥（DWTR）是给水处理过程中产生的富含铁铝絮凝剂的副产物，是一种相对清洁的泥。全球年产DWTR达数千万吨，我国DWTR产生量超过百万吨。以往DWTR的处置方式主要是土地填埋，近年来，DWTR逐渐被认为是一种可循环利用的物质，能够吸附磷和重金属，且对环境无害。本书提出了DWTR再利用的新理论与新方法，主要涉及DWTR对营养盐磷、有机磷农药、重金属和硫化氢的吸附特征与机制，DWTR对养殖场废水的预处理，以DWTR为介质模拟湿地对城
目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 给水处理厂污泥（DWTR）的产生及特性 1
1.2 DWTR的再利用 1
1.2.1 吸附剂 1
1.2.2 DWTR的环境应用 2
1.2.3 再利用风险 4
1.3 现状分析与研究选题 4
第2章 DWTR对营养盐磷的吸附 6
2.1 不同DWTR的比较 6
2.1.1 不同DWTR的物理化学特性 6
2.1.2 不同DWTR对磷的吸附特征 7
2.1.3 不同DWTR对磷解吸附特征 7
2.1.4 DWTR对磷的吸附能力与其性质的相关性分析 10
2.1.5 DWTR的磷解吸附量与自身特性的相关性分析 11
2.2 低分子量有机酸的影响 12
2.2.1 不同浓度条件下的影响 12
2.2.2 不同pH条件下的影响 14
2.2.3 柱状实验 15
2.2.4 DWTR吸附前后表征 15
2.2.5 低分子量有机酸的影响机制 17
2.3 热和酸处理DWTR的吸附 19
2.3.1 热和酸处理方式筛选 19
2.3.2 热和酸处理机制 20
2.3.3 热处理DWTR对不同磷酸盐的吸附特性 22
2.3.4 热处理DWTR吸附不同磷酸盐的机制研究 26
2.4 连续热和酸处理的影响 32
2.4.1 标准磷吸附实验 32
2.4.2 连续处理前后DWTR表征 33
2.4.3 连续处理前后DWTR的磷吸附效果 34
2.4.4 连续处理前后DWTR中被吸附磷赋存形态 37
2.4.5 连续处理方法的评价 38
2.5 在动态模式下对磷的吸附 39
2.5.1 装置启动与运行 39
2.5.2 运行条件对DWTR动态除磷的影响 39
2.5.3 传质系数分析 40
2.5.4 对比DWTR与201×4树脂在动态模式下对磷的吸附 42
2.6 溶解氧对被吸附磷稳定性的影响 43
2.6.1 溶液性质分析 43
2.6.2 实验前后固体样品分析 45
2.6.3 溶解氧的影响机制解析 46
2.7 本章小结 47
第3章 DWTR对有机磷农药、重金属和硫化氢的吸附 48
3.1 DWTR对有机磷农药的吸附 48
3.1.1 DWTR对非离子型有机磷农药（毒死蜱）的吸附 48
3.1.2 DWTR对离子型有机磷农药（草甘膦）的吸附 53
3.2 DWTR对重金属的吸附 59
3.2.1 DWTR对镉的吸附 59
3.2.2 镉吸附机制 64
3.2.3 DWTR对钴的吸附 66
3.2.4 钴吸附机制 71
3.2.5 镉钴的竞争吸附 71
3.3 DWTR对硫化氢的吸附特征 74
3.3.1 柱状实验 74
3.3.2 吸附前后DWTR的表征 76
3.3.3 厌氧培养实验 77
3.3.4 硫化氢吸附机制 78
3.4 本章小结 79
第4章 DWTR用于废水的处理 80
4.1 以DWTR为介质模拟湿地对城镇二级出水的处理 80
4.1.1 模拟湿地系统的构建 80
4.1.2 两种人工湿地对总悬浮物和CODcr的去除及比较 81
4.1.3 两种人工湿地对氮的去除效果及比较 83
4.1.4 两种人工湿地对磷的去除效果及比较 86
4.1.5 水力停留时间对两种人工湿地的影响 87
4.1.6 两种人工湿地的金属释放风险 89
4.1.7 DWTR的主要形态表征 90
4.1.8 不同深度DWTR中无机磷分布及形态 92
4.2 DWTR对养殖废水的混凝处理 94
4.2.1 养殖场废水与DWTR的特性分析 94
4.2.2 单因素实验研究 94
4.2.3 正交实验研究 97
4.3 DWTR与商品絮凝剂联用的混凝处理养殖废水 101
4.3.1 DWTR与商品絮凝剂混凝效果比较 101
4.3.2 DWTR与商品絮凝剂的联合使用 104
4.3.3 DWTR预处理的小试实验装置研究 112
4.4 以DWTR为介质模拟湿地对养殖废水的处理 117
4.4.1 模拟湿地的构建 117
4.4.2 模拟湿地的效果 118
4.4.3 模拟湿地中氮循环菌的多样性 122
4.4.4 模拟湿地中氮循环菌的丰度 130
4.4.5 模拟湿地中氮循环菌的活性 133
4.5 本章小结 135
第5章 DWTR对土壤有机磷农药污染的控制 136
5.1 农业区农药污染现状 136
5.1.1 农业区基础资料收集 136
5.1.2 农业区土壤农药残留特征及污染风险评价 138
5.1.3 农业区地下水农药污染风险评价 144
5.2 DWTR掺杂土壤对有机磷农药的吸附特征 150
5.2.1 DWTR掺杂土壤对毒死蜱及其代谢产物三氯苯酚（TCP）的吸附 150
5.2.2 DWTR掺杂土壤对草甘膦及其代谢产物（AMPA）的吸附 151
5.3 DWTR掺杂土壤对有机磷农药的吸附稳定性 153
5.3.1 DWTR掺杂土壤对毒死蜱及其代谢产物TCP 的吸附稳定性 153
5.3.2 DWTR掺杂土壤对草甘膦及其代谢产物AMPA 的吸附稳定性 155
5.3.3 DWTR掺杂土壤中毒死蜱与草甘膦的吸附形态提取与分析 155
5.4 溶液化学性质对DWTR掺杂土壤中有机磷农药吸附与解吸的影响 158
5.4.1 溶液化学性质对DWTR掺杂土壤中毒死蜱吸附与解吸的影响 158
5.4.2 溶液化学性质对DWTR掺杂土壤中草甘膦吸附与解吸的影响 159
5.5 DWTR对土壤中毒死蜱降解行为的影响 164
5.5.1 毒死蜱在好氧条件下的降解特征 164
5.5.2 毒死蜱在厌氧土壤水溶液环境中的降解特征 167
5.6 DWTR对土壤中草甘膦降解行为的影响 173
5.6.1 DWTR掺杂土壤中草甘膦的残留特征 173
5.6.2 草甘膦对DWTR掺杂土壤酶活性的影响 175
5.6.3 草甘膦降解期间DWTR掺杂土壤微生物丰度变化 176
5.6.4 讨论 177
5.7 本章小结 178
第6章 DWTR对沉积物中磷的固定 179
6.1 DWTR对沉积物中磷形态影响 179
6.1.1 无机磷变化 179
vi 给水处理厂污泥再利用的理论与方法
6.1.2 有机磷变化 180
6.2 pH、有机质等常规因子对固磷能力的影响 181
6.2.1 pH的影响 181
6.2.2 沉积物中的有机质影响 182
6.2.3 硅酸根的影响 183
6.2.4 离子强度的影响 184
6.2.5 厌氧环境的影响 185
6.2.6 外源磷的影响 185
6.3 光照、微生物活性和沉积物再悬浮对固磷能力的影响 187
6.3.1 上覆水性质变化 187
6.3.2 磷的分级提取 188
6.3.3 影响机制解析 190
6.4 硫化氢对固磷能力的影响 192
6.4.1 硫化氢对修复后沉积物中磷的稳定性影响 192
6.4.2 硫化氢的影响机制解析 195
6.5 沉降作用对固磷能力的影响 196
6.5.1 沉降前后DWTR和湖水性质分析 196
6.5.2 沉降前后DWTR磷吸附能力的变化 197
6.5.3 沉降前后DWTR固定沉积物磷能力的变化 199
6.6 投加量的影响 200
6.6.1 DWTR和沉积物的性质 200
6.6.2 沉积物中活性磷的变化 201
6.6.3 沉积物中Alox和Feox的变化 202
6.6.4 DWTR中Feox和Alox固定沉积物中磷能力的确定 202
6.6.5 DWTR各种沉积物中磷的固定 204
6.7 DWTR控制沉积物磷释放的特征 205
6.7.1 模拟装置的构建 205
6.7.2 上覆水性质变化 206
6.7.3 磷的分级提取 207
6.7.4 31P NMR分析 208
6.7.5 控制磷释放机制解析 209
6.8 本章小结 210
第7章 DWTR金属污染风险 211
7.1 不同DWTR中的金属活性 211
7.1.1 DWTR的元素分布特征 211
7.1.2 DWTR中金属赋存形态 212
7.1.3 DWTR中金属生物可给性 214
7.1.4 DWTR中金属浸出毒性 214
7.1.5 DWTR应用评估 216
7.2 风干过程对DWTR中金属活性的影响 218
7.2.1 风干前后DWTR的表征 218
7.2.2 风干前后DWTR中金属赋存形态 219
7.2.3 风干前后DWTR中金属生物可给性 221
7.2.4 风干前后DWTR中金属浸出毒性 221
7.2.5 风干前后DWTR中金属生物有效性 222
7.2.6 风干过程的影响评估 224
7.3 pH对DWTR中金属活性的影响 224
7.3.1 DWTR中金属在不同pH 条件下的释放特征 224
7.3.2 批量实验后DWTR中金属赋存形态 226
7.3.3 批量实验后DWTR中金属生物可给性 226
7.3.4 批量实验前后DWTR中金属浸出毒性 226
7.3.5 pH对DWTR中金属活性影响的解析 229
7.4 厌氧环境条件对DWTR中金属活性的影响 231
7.4.1 厌氧培养前后DWTR的基本特征 231
7.4.2 厌氧培养前后DWTR中金属赋存形态 231
7.4.3 厌氧培养前后DWTR中金属生物可给性 234
7.4.4 厌氧培养前后DWTR中金属浸出毒性 234
7.4.5 厌氧环境条件影响解析 235
7.5 DWTR对沉积物中金属释放作用的影响 236
7.5.1 湖水中pH、ORP和DO的变化 236
7.5.2 金属的释放作用变化 236
7.5.3 沉积物中金属浸出毒性变化 239
7.5.4 沉积物中金属赋存形态变化 240
7.5.5 沉积物中金属生物可给性变化 240
7.5.6 DWTR应用风险评价 243
7.6 DWTR对受复合污染土壤中金属稳定性的影响 247
7.6.1 土壤和DWTR基本性质 247
7.6.2 土壤中砷的形态变化 248
7.6.3 土壤中铜、锌、镍和铅的形态变化 249
7.6.4 土壤中镉、铬和钡的形态变化 250
7.6.5 土壤中金属生物可给性变化 253
7.7 本章小结 253
第8章 DWTR的生态风险 254
8.1 DWTR对普通小球藻的毒性 254
8.1.1 DWTR提取液的基本性质 254
8.1.2 DWTR提取液对小球藻的生长抑制效应 255
8.1.3 营养素添加或削除及金属螯合实验 257
8.1.4 DWTR提取液对小球藻生理生化和分子水平指标的影响 258
8.2 DWTR修复后沉积物对普通小球藻的毒性 262
8.2.1 DWTR修复前后沉积物提取液的基本性质 262
8.2.2 DWTR修复前后沉积物提取液对小球藻的
