碳酸铵对污水中CuZn元素影响分析
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摘 要：本文主要分析某污水处理厂针对城市污水中的重金属污染物做出的相关实验。实验污水样品中，Cu和Zn的重金属污染较高；研究采用碳酸铵改变其形态，了解其中活化及固化影响作用；通过实验观察其重金属的内在自然规律。本次试验研究可为以后研究提供相应的参考资料，为污水处理奠定坚实基础。
关键词：碳酸铵；CuZn；影响作用
引言：
碳酸铵是一种无色的立方晶体，易溶于水，呈碱性，不溶于乙醇及二氧化硫等溶液；且与空气接触稳定性不强，易转换成碳酸氢铵或氨基甲酸铵。将其添加在污水样品中，可有效减少Cu和Zn中的硫化物，有机结合态及残渣态，具有很好的活化作用。经相关调查研究，我国污水处理厂的污水处理率和城市化率有较为密切的关系，在城镇人口不断增加的过程中，使得污水处理厂的工作相对艰难。经处理后的污泥中，不仅含有重金属危害元素，还含有较为有益的植物营养元素，如氨基酸等。因此，在处理时，要从科学的角度具体分析，了解其污染状况及污染源的本身性质，做到处理无害化，资源化，稳定化。
本次试验主要研究污水污泥中重金属的形态移动变化规律，主要采用的方法首先将污泥用酸剂酸化，以此来降低污泥pH值，提高污其氧化还原电位；还可采用螯合剂将污泥中重金属硫化物从不可溶状态变为络合离子态、可溶金属离子态，经固液分离去除，降低其重金属含量。实验仪器有；pH计，分析天平，气浴恒温振荡器，及电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）仪。实验采用碳酸铵，及去离子水试剂。实验过程中保持室温恒定在实验所需状态；样品每份0.5g，需要20份，浓度及泥样为2.5mol/I，2mol/I，1mol/I，0.5mol/I.，使碳素铵能充分反应。固液比值为1：80，时间；0.5h、lh、2h、4h、6h，pH值8.89，9.01，9.06，9.11。经滤纸过滤分离，然后，在将其过滤的的洗涤液和清液进行定容分析其中的重金属量值标准，将过滤后的经过污泥自然风干，研磨后留存进一步实验使用。采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）仪对测液行最后的测定结果分析；经相关测量结果表明，过滤溶液中都存在或多或少的CuZn重金属元素。由此可知，碳酸铵能有效的促进其重金属的形态活化运动。在室温条件一致，固液比值1：80的情况下，经不同浓度的碳酸铵影响，CuZn元素本身的活跃程度会随着时间不断加强。因此可知碳酸铵能有效的帮助CuZn重金属元素进行活化作用，当其活化到一定程度时，会将其与污泥中的众多金属元素分离，从而改善城市环境污水的重金属污染现象。其主要的刺激活化工作基础理论就是首先通过铵根离子的络和作用将其重金属从不可溶的硫化物状态变成可溶的离子状态，制造出一些重金属元素，而碳酸铵在其中的作用是促进CuZn元素的络和作用，通过形态转变将其与污泥中分离。
二、碳酸铵对城市污水中CuZn元素形态影响实验研究分析
此实验是碳酸铵活化CuZn元素实验的进一步延伸，通过对上述实验中的过滤处理泥样行再次的形态研究。将上一部分实验中经处理的污泥样品，通过筛子，再用烘干机将其烘干后，经天平称取1000g，并采用相应的提取法检测其中的CuZn形态变化。实验试剂均为分析纯，及离子水。经相关实验；0.5h内，由0.5mol/1碳酸铵溶液处理过的污泥样品，其内在的Cu元素在形态变化较多，其中，结合态为零的铁锰氧化物没有变化，碳酸盐结合态下降明显，不过，其可交换态也有相应上升。其不稳定形态比未处理前泥样在一定程度上有所改善。硫化物及有机结合态降低，残渣态增加，其总和较未处理泥样也有所改善。由此可知；碳酸铵影响Cu元素，主要通过将不稳定形态及稳定形态中一部分物质转化成可溶离子态进入溶液，经淋洗使其脱离，其过程为活化。针对lmol/1碳酸铵溶液与0.5mol/1相比，处理的泥样形态不同，不仅铁锰氧化物结合态及残渣态有所增加，而且，其它都相应减少。2mol/1碳酸铵处理泥样也一样。而对2.5mol/1碳酸铵处理泥样各形态含量则都有所减少。2h内，0.5mol/1、lmol/1碳酸铵处理泥样各形态，铁锰氧化物结合态及残渣态含量未发生变化，其它都相应减少。从形态稳定角度分析，稳定形态和不稳定形态，都有所减少减少。2mol/1只有可交换态没有变化，其它均减少，而2.5mol/1碳酸铵处理泥样除可交换态及残渣态外，其它都相应减少。4h内，不同浓度碳酸铵处理的污泥样品，整体变化趋势在残渣态增加上，其余各形态含量均减少是一致的。经相关实验数据，发现其不稳定形态和稳定形态的总量均下降。单纯添加碳酸铵用来去处污泥中CuZn，是不合理的，对污泥重金属的处理原则是将其中活跃形态分离出来，留下不活泼形态。而此次实验不仅将不稳定形态重金属分离出来，同时也将一部分稳定形态重金属并带的分离出来，由此可知；碳酸铵能活化污泥中部分重金属。在对碳酸铵溶液处理过的污泥样品中重金属元素Zn的数据分析过程中，其保持在1800mg/kg之下。对不稳定形态，经0.5mol/1碳酸铵处理的泥样，其总量减少最多。而经2.5mol/1碳酸铵处理的泥样，不稳定形态总和增加，其中，铁锰氧化物结合态及可交换态较多。实验研究数据多且杂，表面无明显规律。但只要能找到衡量标准，即能对其总体把握。因此，在数据观察时，应当将重点放在稳定及不稳定形态总量上，以其稳定性界定其变化。针对此次实验数据，共同特点是稳定形态总量均为下降状态，不稳定形态总量除个别外也是不断降低。从理论角度分析，不稳定形态增加会导致重金属污染危险性相应增加，而对污泥中重金属行相应处理，目的是为了将其不稳定活泼形态变成稳定形态留存，或变为可溶态。若经碳酸铵能去除污泥中重金属，结果显示应为活泼不稳定形态减少，稳定不活泼形态增加或不变，以此达到处理污泥中重金属的污染危害。不过，实验结果恰恰相反，有些不但没改变反而更严重。说明碳酸铵对污泥中CuZn元素具有活化作用。
三、结束语
经以上相应研究可知碳酸铵对污水中的CuZu元素有较强的活化促进作用。其元素集中于硫化物及有机结合态和残渣态中，相比之下，Zn元素不稳定形态含量较高。通过实验条件限定扩大了碳酸铵与污泥中CuZn元素之间反应，对了解其间反应有所帮助，如进一步确定相应条件，其实验结果会更加精准。■
参考文献
[1] 池汝安，石玉磬，余军霞，等，冶金污泥中铜锌镉铅的氨水和碳酸铵选择性浸出分离，[J].武汉工程大学学报，2014，（02），1-5
[2] 涂剑成，污水厂污泥中重金属脱除技术及污泥特性变化的研究，[D]. 哈尔滨工业大学，2011