隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人口的快速增長(zhǎng)，城市中生活污水和工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重.污水和污泥是污水處理廠對(duì)污水處理過(guò)程中的必然產(chǎn)物，其有效處理已成為城市污水處理廠正常運(yùn)行的保證.由于污泥中含有豐富的、具有可利用價(jià)值的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，污泥農(nóng)用成為污泥資源化利用的zui有效途徑之一.然而，農(nóng)用污泥中也含有大量的重金屬，而這些重金屬元素是一類難于控制的污染物，具有毒性大、潛伏期長(zhǎng)和能沿食物鏈富集等特點(diǎn)，因此，污泥農(nóng)用存在很大的風(fēng)險(xiǎn).去除污泥中重金屬的方法很多，目前廣泛使用的是微生物方法和植物修復(fù)方法.其中，微生物方法和植物修復(fù)方法都存在一定的問(wèn)題，如處理效果不太穩(wěn)定、生物淋濾周期較長(zhǎng)等.因此，研發(fā)、環(huán)保、運(yùn)行成本低的新型污泥處理技術(shù)迫在眉睫.

  電化學(xué)處理是利用電化學(xué)的方法將難降解有機(jī)物或生物毒性污染物降解，已被廣泛用于廢水處理中，而且在降解污泥中的有機(jī)物和重金屬元素方面也得到了廣泛的關(guān)注.電化學(xué)技術(shù)是指在外加電場(chǎng)的作用下，在特定的反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)、物理過(guò)程或電化學(xué)過(guò)程，產(chǎn)生大量的自由基，利用自由基的強(qiáng)氧化性對(duì)污染物進(jìn)行降解的一種技術(shù).與其他方法相比，電化學(xué)方法具有無(wú)污染或少污染、易于控制、高度靈活性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn).因此，本文以PbO2/Ti電極板為陽(yáng)極、銅板為陰極，研究不同電壓、電解時(shí)間與污泥中重金屬的去除效果之間的關(guān)系，以期為城市污泥農(nóng)用、污泥無(wú)害化和資源化利用提供科學(xué)依據(jù).

1、材料與方法

1.1 樣品的采集與處理

污泥樣品為取自烏魯木齊河?xùn)|污水處理廠5月份的污泥，污泥濃度約為15 g ˙ L-1.樣品經(jīng)過(guò)風(fēng)干后，用研缽研磨，過(guò) 100 目尼龍篩，裝于塑料瓶中，置于4 ℃冰箱中保存，備用.

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

電化學(xué)處理裝置是由有機(jī)玻璃制作的一種反應(yīng)器.極板之間的距離為10 cm，極板的面積為100 cm2，陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)底面積均為105 cm2，高為15 cm，中間區(qū)寬為6 cm，具有穩(wěn)定的直流電源，PbO2/Ti電極板為陽(yáng)極，銅板為陰極，攪拌設(shè)備為JB-3A型定時(shí)恒溫?cái)嚢杵?，配大容量離心機(jī)(LWJ-2B型).具體實(shí)驗(yàn)裝置。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法

用王水+HClO4在電熱板上對(duì)污泥進(jìn)行消解，然后用0.1 mol ˙ L-1的鹽酸洗滌、過(guò)濾、定容，并用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定重金屬的含量，用Tessier連續(xù)提取方法分析重金屬的化學(xué)形態(tài).zui后將電極板表面經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后放入電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)，加入濃度為15 g ˙ L-1的污泥，接通電源，調(diào)節(jié)電壓等，定期在實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)取樣進(jìn)行分析.

1.4 分析方法

分析用DHG-9070型萬(wàn)分之一電子天平，pH值采用pHs-3C型pH計(jì)測(cè)定，污泥中重金屬含量用TAS-990型火焰式原子吸收光譜儀測(cè)定.

2、結(jié)果與討論

2.1 污泥中重金屬含量分析

污泥中重金屬的5種形態(tài)及對(duì)應(yīng)的組分含量如表 1所示.污泥中重金屬的5種形態(tài)通常包括可交換態(tài)(T1)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)(T2)、鐵錳氧化態(tài)(T3)、有機(jī)結(jié)合態(tài)(T4)和殘?jiān)鼞B(tài)(T5)，且這5種形態(tài)在環(huán)境中的遷移性和生物有效性呈遞減趨勢(shì)(T1>T2>T3>T4>T5)，其中，T1與T2之和用于污泥中重金屬遷移性評(píng)估，而T1、T2、T3之和用于污泥中重金屬生態(tài)有效性評(píng)估.若污泥進(jìn)入到土壤環(huán)境中，污泥中有機(jī)物也會(huì)隨著環(huán)境條件的變化而轉(zhuǎn)化，同時(shí)，有機(jī)物結(jié)合的部分重金屬元素也會(huì)被釋放出來(lái).因此，對(duì)污泥中的重金屬在環(huán)境中的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估時(shí)還需要考慮T4的含量.T5一般只有在的環(huán)境下才會(huì)被釋放出來(lái)，在自然環(huán)境條件下，T5對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染風(fēng)險(xiǎn).