生物淋濾與生物沉淀耦合去除污染土壤中重金屬的工藝及機(jī)理.pdf

1、基于硫桿菌催化氧化及生物產(chǎn)酸原理的生物淋濾(bioleaching,也稱作生物瀝浸)是一種極具應(yīng)用前景的重金屬污染土壤凈化新技術(shù)。重金屬去除率高、反應(yīng)溫和、成本低廉是該方法的突出優(yōu)點(diǎn),但處理耗時(shí)較長(zhǎng)、酸性重金屬?gòu)U液產(chǎn)生量大等極大限制了其實(shí)際應(yīng)用。
　　 本文采用序批搖瓶法分別研究了初始pH、污泥濾液替代傳統(tǒng)培養(yǎng)基及淋濾方式(一步法和兩步法)等對(duì)土壤重金屬生物淋濾去除的影響,并對(duì)重金屬去除中硫桿菌及其胞外代謝物的功效作初步探討;在

2、此基礎(chǔ)上,運(yùn)用1.0L攪拌罐式反應(yīng)器(STR)研究了硫酸鹽生物還原產(chǎn)生的富硫化物出水與淋濾液混合以及吹脫硫化物等方式對(duì)土壤淋濾酸液中重金屬沉淀去除或分離回收的效果,旨在為土壤生物淋濾-生物沉淀技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持。結(jié)果表明:初始pH5.0對(duì)土壤重金屬淋濾去除最有利,14d,土壤pH降至2.5,Zn、Cu和Cd的去除率分別為98％、73％、84％;污泥濾液替代培養(yǎng)基的生物淋濾研究發(fā)現(xiàn):在污泥濾液和培養(yǎng)基體積比為30:70的條件下,硫

3、桿菌生長(zhǎng)、土壤酸化及SO42-的產(chǎn)生均不受影響;與一步淋濾相比,兩步淋濾(硫桿菌產(chǎn)酸活性最大時(shí)添加土壤)中土壤重金屬淋濾進(jìn)程可縮短12d,Zn、Cu和Cd的最終去除率分別達(dá)81％、82％和98％;此外,通過(guò)對(duì)硫酸化學(xué)淋濾和硫桿菌產(chǎn)硫酸的生物淋濾對(duì)土壤重金屬去除的比較發(fā)現(xiàn):硫桿菌產(chǎn)生的胞外代謝物組分的蛋白質(zhì)和多糖中的O-H、肽鍵、C-O-C等基團(tuán)能絡(luò)合重金屬,一定程度上抑制了重金屬去除,而菌體則可促進(jìn)重金屬溶出,且菌體的促進(jìn)貢獻(xiàn)較大,從而

4、使生物淋濾對(duì)重金屬去除率較化學(xué)淋濾高;硫酸鹽還原產(chǎn)生的硫化物去除土壤淋濾酸液重金屬的研究表明,當(dāng)硫化物過(guò)量(硫化物與重金屬摩爾比為3)時(shí),Cu、Zn、Cd和Fe的去除率分別為100％、88％、95％和100％;以N2吹脫富含硫化物出水的研究顯示,通過(guò)對(duì)出水pH的調(diào)控,能有效分離回收土壤淋濾酸液中Cu、Cd和Zn,具體表現(xiàn)為,在pH2.0下可回收99％的Cu,且隨硫化物出水pH降低,Cu回收效率增加;pH3.0下,可有效分離回收95％的C