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近年来，随着我国城市化进程的加快，各地江河水系均受到了不同程度的污染。底泥不仅是水中各类污染物的主要聚集地，而且底泥中的污染物大多沉积在表层，故水体环境一旦发生变化，其极易重新释放，造成二次污染。传统的底泥处理手段均具有一定的局限性，而水热处理作为一种新型的处理技术，不仅能实现固体废弃物的减量化、稳定化及资源化，而且能耗低，安全性高，具有很大的应用前景。目前，关于水热技术的研究主要针对剩余污泥等，鲜有将其应用于河道底泥处理的报道。
本文首先研究了水热反应条件，通过单因素实验发现，随着水热温度及水热时间的增加，底泥有机物减量率和脱水性能均不断提高。综合考察减量效果和经济成本，确定最佳水热条件：温度260℃，时间3h。并通过物料衡算、元素分析、红外光谱分析及表面特性分析等手段对固相部分进行表征，结果表明，水热处理过程中，固相部分中H/C、O/C的原子个数及有机物的-OH、-C=O、-NH等官能团含量均不断减少，底泥发生脱水反应，从而达到一定的减量效果。且随着底泥中一些不稳定的物质被分解或溶入到液相中，其有机物浸出率大幅下降，稳定性提高。底泥经水热处理后，Zeta电位增加为-3.53mV，颗粒间的静电斥力降低，且接触角增大，疏水性增强，脱水性能得以改善。
本文同时研究了水热处理过程中重金属的迁移特性，结果表明，底泥经水热处理后，大部分重金属仍保留在固相中并呈现一定的富集作用。同时，水热处理促使重金属由较弱的不稳定态向稳定态转化，降低了其环境风险，且转化效率受到水热温度及水热时间的影响；特别是底泥在260℃下水热6h后，各种重金属的风险均降到最低，Zn、Cu、Cr、Cd、Ni、Pb的风险指数分别降低了78.41%、89.31%、24.84%、47.67%、69.26%、59.20%；毒性浸出实验可知，在260℃下水热6h后，底泥中各种重金属的浸出率也达到最低，且未超过允许浓度限值；水热处理促使底泥中以弱结合形态存在的重金属释放进入液相中，然后经过沉淀、络合等形式形成更加稳定的矿物质，实现其稳定化。
本文再对固体产物作为吸附剂的可行性进行了探究，发现其对阳离子染料和阴离子染料均有一定的吸附能力，吸附行为更符合准二级吸附动力学，主要为化学吸附。同时，吸附能力均弱于底泥，这是由于水热过程导致底泥表面含氧官能团的脱除，从而使其化学吸附能力减弱，对染料的去除效率降低。其对重金属也有一定的吸附能力且吸附具有选择性，对Cu、Cr、Pb的吸附能力较强，对Zn的吸附能力较弱，而对Ni及Cd几乎没有吸附能力。
最后，本文研究了水热液的物化指标，发现底泥经水热处理后，大量羧基等酸性官能团进入液相，导致水热液pH降低，提高水热温度和水热时间能加剧该过程的进行。另外，由于水热过程生成了腐殖酸，水热液颜色变深。并通过比较几种物化处理法及生物处理法对水热液的降解效果，得出生物法（厌氧-好氧法）处理效果较好，对水热液COD的去除率达到66.4%。
本文首先研究了水热反应条件，通过单因素实验发现，随着水热温度及水热时间的增加，底泥有机物减量率和脱水性能均不断提高。综合考察减量效果和经济成本，确定最佳水热条件：温度260℃，时间3h。并通过物料衡算、元素分析、红外光谱分析及表面特性分析等手段对固相部分进行表征，结果表明，水热处理过程中，固相部分中H/C、O/C的原子个数及有机物的-OH、-C=O、-NH等官能团含量均不断减少，底泥发生脱水反应，从而达到一定的减量效果。且随着底泥中一些不稳定的物质被分解或溶入到液相中，其有机物浸出率大幅下降，稳定性提高。底泥经水热处理后，Zeta电位增加为-3.53mV，颗粒间的静电斥力降低，且接触角增大，疏水性增强，脱水性能得以改善。
本文同时研究了水热处理过程中重金属的迁移特性，结果表明，底泥经水热处理后，大部分重金属仍保留在固相中并呈现一定的富集作用。同时，水热处理促使重金属由较弱的不稳定态向稳定态转化，降低了其环境风险，且转化效率受到水热温度及水热时间的影响；特别是底泥在260℃下水热6h后，各种重金属的风险均降到最低，Zn、Cu、Cr、Cd、Ni、Pb的风险指数分别降低了78.41%、89.31%、24.84%、47.67%、69.26%、59.20%；毒性浸出实验可知，在260℃下水热6h后，底泥中各种重金属的浸出率也达到最低，且未超过允许浓度限值；水热处理促使底泥中以弱结合形态存在的重金属释放进入液相中，然后经过沉淀、络合等形式形成更加稳定的矿物质，实现其稳定化。
本文再对固体产物作为吸附剂的可行性进行了探究，发现其对阳离子染料和阴离子染料均有一定的吸附能力，吸附行为更符合准二级吸附动力学，主要为化学吸附。同时，吸附能力均弱于底泥，这是由于水热过程导致底泥表面含氧官能团的脱除，从而使其化学吸附能力减弱，对染料的去除效率降低。其对重金属也有一定的吸附能力且吸附具有选择性，对Cu、Cr、Pb的吸附能力较强，对Zn的吸附能力较弱，而对Ni及Cd几乎没有吸附能力。
最后，本文研究了水热液的物化指标，发现底泥经水热处理后，大量羧基等酸性官能团进入液相，导致水热液pH降低，提高水热温度和水热时间能加剧该过程的进行。另外，由于水热过程生成了腐殖酸，水热液颜色变深。并通过比较几种物化处理法及生物处理法对水热液的降解效果，得出生物法（厌氧-好氧法）处理效果较好，对水热液COD的去除率达到66.4%。