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本文首先在分析供试污泥和粉煤灰基本理化性质的基础上,采用正交实验设计,制备改性粉煤灰,通过钝化、土柱模拟淋溶实验分析影响污泥重金属钝化的因素,进而对粉煤灰的改性条件进行了优化;研究了改性粉煤灰对污泥中Zn、Cu、Mn形态的影响以及通过改性粉煤灰与原状粉煤灰钝化污泥重金属性能比较并对钝化机理进行了初步探讨;通过土柱模拟淋溶实验和屋顶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环境的影响以及在屋顶绿化应用的可行性。取得的主要结论概括如下:①供试城市生活污泥中,无论有机质、全N、全P的含量均远远高于土壤中相应成分含量。但污泥中也含有较高的重金属Zn、Cu、Mn,尤其是Zn、Cu,分别高达3300.0 mg.kg-1、920 mg.kg-1,远远超出我国污泥农用标准。因此,从污泥提供的有机质和N、P养分的角度考虑,供试污泥是一种极好的肥源,具有较高的利用价值。但其过高的重金属含量限制其利用,因此在利用此污泥时,必须进行前期处理。供试粉煤灰含有较高的SiO2和Al2O3,分别高达50.3%和23.20%,为其改性提供了良好的物质基础。②采用正交实验设计制备改性粉煤灰。通过钝化、土柱模拟淋溶实验,运用极差和方差分析影响污泥重金属钝化的因素,实验结果表明:粉煤灰改性过程中应严格控制焙烧温度和配比两个因素。综合考虑影响因素,优化条件为A3B1C3即焙烧温度(1000℃)、配比(10%)、焙烧时间(3h)时,石灰改性粉煤灰对污泥重金属钝化效果较好。③随着改性粉煤灰加入比例的增加,处理污泥中Zn、Cu、Mn三种金属的交换态、有机结合态的含量明显呈下降趋势,而铁锰氧化态和残渣态的含量呈增加趋势。当改性粉煤灰加入量达到20%时,污泥中重金属的铁锰结合态和残渣态已达到较高水平,交换态也已达到较低的量,从而降低了污泥重金属的生物有效性和环境有效性。④通过改性粉煤灰与原状粉煤灰钝化污泥重金属性能比较,改性粉煤灰钝化污泥重金属效果明显优于原状粉煤灰。此效果可以从改性粉煤灰的微观结构来分析说明:首先改性粉煤灰具有很大的比表面积,比原状粉煤灰增大了2.5倍,因此具有很强的物理吸附能力,同时也使得化学吸附性得到增强。另外,粉煤灰改性生成的铝硅酸盐和硅酸盐类具有很强的离子交换性能,可与污泥中的重金属发生离子交换吸附,且一般都为不可逆的。同时改性粉煤灰的强碱性及其所含铁的氧化物都有利于污泥中重金属沉淀。⑤以改性粉煤灰处理污泥为基质应用于佛甲草屋顶绿化,成坪后,从佛甲草生长状况、渗滤水对下水道水质的影响以及减少费用降低成本等方面综合考虑可得:当选用10%～20%改性粉煤灰处理污泥,屋顶绿化的基质---下部的红土为3cm、上部的处理污泥为5cm时,不会对周围环境造成污染。