嗜酸性復合硫桿菌浸出城市污泥重金屬及相關(guān)動力學研究.pdf

1、城市污泥是由污水處理過程中形成的沉淀物，具有含水率高、有機物含量高、重金屬含量高等特點，其中重金屬污染控制一直是污泥處理處置的難點。重金屬的去除方法分為物理法，化學法，生物法。物理法和化學法存在成本高，能耗大，效率不高等問題，因而，生物法引起了研究者的關(guān)注。生物浸出技術(shù)具有耗酸少，運行成本低，重金屬去除率高，無二次污染等優(yōu)點被廣泛應用。目前，大多數(shù)研究者仍集中在利用以單一硫桿菌為優(yōu)勢菌對生物浸出污泥重金屬展開各項研究,包括生物浸出的溫度

2、、初始pH、污泥濃度、底物種類和投加量、接種量等對生物浸出污泥重金屬的影響,對于復合硫桿菌去除污泥重金屬的優(yōu)化研究較少。為了提高生物浸出效率，本文采用氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌復合硫桿菌去除污泥中重金屬Cu，Cr，Ni，Zn，優(yōu)化了最佳工藝條件，并建立相關(guān)動力學模型，為后期采用該菌處理污泥提供了技術(shù)參考。
　　本文首先從廣州市某污水處理廠二沉池污泥中經(jīng)富集純化分離出具有高效去除污泥重金屬的菌株分別為Af-1，Af-2，Af-3，

3、At-1，At-2，At-3，經(jīng)形態(tài)學及16S rDNA基因序列分析鑒定，菌株Af-1，Af-2，Af-3為嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，At-1，At-2， At-3為嗜酸性氧化硫硫桿菌，其中Af-1與菌株Acidithiobacillus ferrooxidans strain LY（DQ529309）的同源性達到99％， At-1與菌株 Acidithiobacillus thiooxidans strain ZJJN-1（JQ25904

4、8）的同源性達到100%。
　　其次比較了氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌及復合硫桿菌三種生物浸出體系對城市污泥重金屬的去除效果。結(jié)果表明，復合硫桿菌對重金屬Cu、Cr、Ni和Zn浸出率高于單一的氧化亞鐵硫桿菌或氧化硫硫桿菌。此外，污泥中重金屬Cu、Zn較易被溶解和瀝浸出來，Ni其次，而Cr最難。
　　再次通過單因素試驗和響應曲面法優(yōu)化試驗，考察了初始pH、污泥濃度、底物種類和投加量對污泥重金屬Cu、Cr、Ni、Zn去除效果。單

5、因素試驗結(jié)果表明，初始pH為4有利于生物浸出過程的啟動，污泥濃度調(diào)為5%能有效去除污泥重金屬，底物投加量的不同也會影響菌的生長代謝情況，在合適范圍內(nèi)，生物浸出污泥重金屬效率隨著FeSO4·7H2O和S0投加量的增加而增加。通過Box-Behnken design響應面分析結(jié)果表明，初始pH，污泥濃度，S0投加量，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量4個試驗因素對生物浸出污泥重金屬具有顯著影響。生物浸出最佳條件為：初始 pH為2.0，固體濃度為3%