內(nèi)聚營養(yǎng)源SRB污泥固定化技術(shù)處理重金屬廢水的研究.pdf

1、重金屬屬于環(huán)境中持久性污染物，毒性大，對(duì)環(huán)境及人類造成嚴(yán)重危害，已成為社會(huì)亟待解決的問題。重金屬廢水治理方法很多，但生物法是通過生物有機(jī)體或其代謝產(chǎn)物與金屬離子之間的相互作用達(dá)到凈化廢水的目的，具有低成本、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，日趨成為世界各國研究的焦點(diǎn)。本研究主要是利用微生物代謝活動(dòng)將廢水中的重金屬轉(zhuǎn)化為水不溶物而去除，所使用的微生物主要以硫酸鹽還原菌(SRB)為代表。“內(nèi)聚營養(yǎng)源SRB污泥固定化技術(shù)”將SRB生長所需的有機(jī)營養(yǎng)源經(jīng)固定化后

2、，與SRB污泥共同包埋于同一顆粒小球內(nèi)部，構(gòu)造SRB污泥生長良好的內(nèi)、外環(huán)境，既可以避免金屬離子對(duì)SRB污泥的毒害，又可解決有機(jī)物污染的問題，同時(shí)更有利于SRB污泥對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的利用，實(shí)現(xiàn)重金屬廢水低廉高效處理，達(dá)到廢水排放要求。 本研究通過選擇硫酸鹽還原菌(SRB)所需最適污泥，SRB污泥固定化技術(shù)最佳工藝參數(shù)確定為前提，以重金屬離子(Cu<'2+>、Zn<'2+>、Cd<'2+>、)為主要研究對(duì)象，在動(dòng)力學(xué)研究上得到初步探索

3、，為SRB污泥固定化技術(shù)對(duì)重金屬廢水處理提供理論依據(jù)，具體內(nèi)容包括： 1．選擇合適的活性污泥作為硫酸鹽還原菌(SRB)污泥固定化技術(shù)的前提條件，考察了氧化溝污泥和剩余污泥馴化后SRB污泥固定化小球?qū)ζ渲亟饘匐x子的處理能力，得出在pH=6～7的范圍內(nèi)固定化小球重金屬離子鋅和鎘去除率均達(dá)90﹪以上。但是剩余污泥馴化后的SRB污泥固定化小球的效果明顯優(yōu)于氧化溝污泥小球。 2．選用聚乙烯醇為包埋劑，制備了內(nèi)聚營養(yǎng)源SRB污泥

4、固定化小球，逐步從小球的機(jī)械強(qiáng)度、傳質(zhì)性能、成球難易角度考察了添加CA、SiO<,2>、CaCO<,3>、PAC對(duì)小球性能參數(shù)的影響，進(jìn)一步考察交聯(lián)劑硼酸的pH及添加金屬鹽對(duì)交聯(lián)過程的影響，對(duì)改善固定化SRB污泥生物物理化學(xué)性能進(jìn)行了探索，從而確定最佳包埋條件：PVA濃度15﹪，包泥量為25﹪，顆粒粒徑為3mm，交聯(lián)時(shí)間為30h，通過添加0.15﹪海藻酸鈉、2﹪SiO<,2>、0.5﹪CaCO<,3>，提高包埋小球的活性、強(qiáng)度及通透性。

5、交聯(lián)劑為飽和硼酸并添加2﹪的CaCl<,2>，pH值為6-7。內(nèi)聚源吸附劑選擇粉末活性炭，濃度為3﹪。 3．通過研究硫酸鹽還原菌(SRB)污泥固定化小球還原硫酸鹽過程硫酸鹽濃度的變化規(guī)律，建立了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，確定了pH值和球液配比量對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響，計(jì)算了相應(yīng)的反應(yīng)表觀活化能。結(jié)果表明： SRB還原硫酸鹽的反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。逐漸減小。球液配比量減少，反應(yīng)速率常數(shù)也隨之減小，反應(yīng)表觀活化能增大。在實(shí)驗(yàn)條件下，SRB還原硫酸鹽

6、屬化學(xué)控制。并由此確定了SRB污泥固定化小球還原硫酸鹽的最佳工藝條件為溫度35℃、pH值6-7、球液配比量1：10(g/mL)。 4．以硫酸鹽還原菌處理硫酸鹽動(dòng)力學(xué)為前提，SRB污泥固定化小球?qū)χ亟饘匐x子(Zn<'2+>,Cd<'2+>,Cu<'2+>)的動(dòng)力學(xué)研究表明：不同重金屬離子(Zn<'2+>，Cd<'2+>，Cu<'2+>)在溫度35℃、pH6-7，球液配比量為1：1 0(g/mL) 的條件。 根據(jù)阿累尼烏

7、斯方程，不同重金屬離子(Zn<'2+>，Cd<'2+>，Cu<'2+>)的表觀活化能和K與溫度關(guān)系式分別為：Eα(Zn<'2+>)=17.46kJ/mol，屬于擴(kuò)散控制，and Kf(T)=exp(0.96)exp(-2099.71/T)；E<,a>(Cd<'2+>)=28.83kJ/mol，屬于混合控制，and K(T)=exp(6.22)exp(-3468.03/T)；E<,a>(Cu<'2+>)=22.62kJ/mol，屬于混合控