超临界水气化技术处理脱水污泥 会带来哪些影响？

4讨论

4.1不同评价方法的结果比较

根据Igeo评价结果，S9原泥中Cu处于无污染水平，然而由于Cu的高毒性，表现出中等生态风险.S5原泥超临界水气化处理后的固相残渣中Ni处于无污染水平，然而由于固相中Ni酸溶态含量较高，因此，Ni对环境表现出中等环境风险.S7原泥中的Ni根据RAC评估结果表现出对环境无风险，但根据地层累积指数与潜在生态风险指数值，Ni的污染水平为中度污染且属于中等生态风险.由于评价方法的不同，污泥及固相残渣中重金属风险评价结果存在差异，地层累积指数Igeo主要集中在单一重金属的积累，而忽视重金属毒性响应因子.

潜在生态风险指数RI可以描述单一污染物造成的生态风险或多种污染物造成的生态风险或污染程度.风险评估代码RAC在分类过程中只考虑到了酸溶态(F1)的比例，忽略了可还原态(F2)的比例及重金属含量对结果的影响.

因此，评价环境风险时应将3种环境评价方法相互结合以获得更加全面准确的评价.根据重金属含量、化学形态及浸出毒性的分析和风险评价结果可以得出较一致的结论：超临界水气化后固相残渣中重金属毒性浸出低于原泥，生物可利用组分重金属含量降低，重金属对环境的污染程度和潜在生态风险指数均降低，但仍表现出低环境风险，因此，需要考虑在超临界过程中通过添加氧化剂和催化剂(碱性化合物、活性炭)进一步降低重金属的可迁移性.

4.2污泥性质与重金属环境风险的关系

本文同时探究了超临界水气化对污泥中含量高的重金属的稳定效果.根据Igeo、RI评估结果，超临界水气化后，固相残渣中重金属污染水平与原泥相比下降了2~3个等级，重金属潜在风险等级与原泥相比均有不同程度的下降.根据RAC评估结果，超临界水气化后固相残渣中重金属均表现出无环境风险或低环境风险.总的来说，超临界水气化后，污泥中含量高的重金属的环境风险和污染程度显著下降.

污泥pH对超临界水气化后产物中重金属的环境风险影响较为显著.S9污泥的pH值为3.71，处于酸性范围.S9污泥超临界水气化后，固相残渣中Ni的毒性浸出高于原泥.从风险评价结果可知，超临界水气化后污泥中重金属污染程度由偏中度污染转为中度污染，污染程度增加，固相残渣中重金属Ni、Cr的生态风险高于原泥.

污泥pH值处于酸性范围，超临界水气化处理后，固相残渣中Ni、Cr生物可直接利用组分含量显著增加，可能来源于超临界水气化过程中反应釜腐蚀，因此，pH值处于酸性范围且Ni含量较高的污泥采用超临界水气化处理前应关注反应釜腐蚀现象.

超临界水气化处理后，污泥中绝大部分重金属进入到固相并发生富集现象.S1污泥的pH值为8.07，S1污泥超临界处理后固相残渣中Cu的环境生态风险和污染程度高于原泥，可能是由于原泥中Cu含量高且pH值处于碱性范围有利于重金属富集到固相.

5结论

1)不同种脱水污泥超临界水气化处理后，绝大部分污泥中重金属毒性浸出和生物可利用组分含量明显降低，表明处理后重金属的直接环境风险大大降低.不同重金属含量变化范围内的脱水污泥超临界水气化处理后，重金属环境污染程度及潜在生态风险程度显著降低，环境风险值被降至相对安全水平，对环境表现出低风险或无风险.

2)污泥pH在一定程度上影响超临界水气化后产物中重金属的环境风险.pH值处于碱性范围，有利于重金属富集到固相，可能导致可生物利用组分重金属含量相应增加；pH值处于酸性范围，反应过程中易发生反应釜腐蚀现象，从而导致污泥超临界水气化处理后Ni、Cr的生物可利用组分含量显著增加.

3)脱水污泥中主要生态风险重金属为Ni、Cu、Zn，部分污泥超临界水气化处理后Ni、Zn仍表现出高环境风险，应引起关注.