WWTP

制革污泥处置新策略

高铬制革污泥是环境中铬污染的重要来源。作为最广泛使用的鞣制材料，碱式硫酸铬用于将易腐烂的胶原结构转化为不易腐烂的皮革基质（Famielec，2020）。然而，只有50%-60%的铬盐真正用于鞣制过程，其余的随后排入下水道，这不可避免地导致污水处理厂（WWTP）中的铬含量过高（Yang等，2020）。在排入生物处理系统之前，废水先用石灰和硫酸亚铁进行预处理，以去除溶解的铬和其他废化学品。大量沉淀的铬与其他有机沉积物一起作为初级化学污泥排出（Pantazopoulou和Zouboulis，2019）。此类污泥不仅富含不可生物降解的有机物，还富含不同存在形态的铬，增加了其有效处理的难度。随着环境的变化，制革污泥中的铬可能由三价铬转变为六价铬（Alibardi和Cossu，2016），六价铬的毒性是三价铬的10~100倍，且迁移性强、生物活性更高，具有致癌性和生物累积性（Singh等，2021）。高铬制革污泥因具有潜在的毒性，已被许多国家列为危险废物，其处置和资源回收受到严格限制。含铬制革污泥若处置不当会造成二次污染，给制革行业和环境带来巨大挑战（Malaiškien ˙e等，2019）。目前，含铬制革污泥的常见处理方法是焚烧（Kavouras等，2015），产生的灰渣则进行卫生填埋（Alibardi和Cossu，2016）。然而，焚烧过程存在一些固有的缺陷，主要问题包括产生灰烬中重金属的挥发、再分布和浸出潜力引起的慢性和急性毒性（Yu等，2021）。同时，作为一种新兴的污泥处理技术，热解由于其具有同时进行营养物回收（ Hossain et al.，2020）、目标能量回收、重金属（HMs）的固定化与环境保护（谢等，2021）。污泥热解可生成高价值的燃料材料和低价的污染物去除生物炭（李等，2019；曾等，2021），可稳定有毒物质，降低其对环境的威胁（王等，2021）。而生物炭中的重金属因其对人类健康和全球环境的潜在不利影响而受到越来越多的关注。研究表明，由于重金属比有机物具有更高的热稳定性，在污泥热解过程中，大多数有毒重金属仍然富集在污泥生物炭中（王等，2022）。重金属的固定和稳定取决于污泥的性质和热解条件。