污泥重金屬生物淋濾的工藝參數(shù)優(yōu)選和反應(yīng)機(jī)理的研究.pdf

1、本文利用微生物方法，即生物淋濾法(Bioleaching)脫除污泥中的重金屬，考察了影響污泥重金屬生物淋濾的相關(guān)因素，并依此為基礎(chǔ)，分析反應(yīng)過程中的作用機(jī)制。為該項(xiàng)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。 生物淋濾法具有成本低、去除效率高、脫毒后污泥脫水性能好等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國際上備受關(guān)注。污泥生物淋濾法主要利用硫桿菌屬將污泥中以難溶性金屬硫化物直接或間接氧化成金屬硫酸鹽溶出，通過固液分離達(dá)到去除重金屬的目的。目前，污泥重金屬生物淋濾技術(shù)

2、的研究剛剛起步，對(duì)利用污泥土著嗜酸性硫桿菌淋濾的研究，以及生物淋濾最佳工藝參數(shù)和反應(yīng)機(jī)理等內(nèi)容的研究尚不全面。 本文從剩余污泥中成功篩選出土著嗜酸性硫桿菌：氧化亞鐵硫桿菌(T.ferrooxidans)和氧化硫硫桿菌(T.thiooxidans)，并對(duì)濃縮污泥進(jìn)行相關(guān)的生物淋濾。研究發(fā)現(xiàn)，剩余污泥中篩選出的硫桿菌能很快適應(yīng)污泥環(huán)境，可以有效地脫除污泥中的重金屬。通過一系列的條件實(shí)驗(yàn)對(duì)生物淋濾過程中污泥體系起始pH值、污泥濃度及底

3、物添加等因素進(jìn)行了研究，確定了土著硫桿菌淋濾污泥重金屬的最佳工藝條件，并且探討各反應(yīng)中的相關(guān)作用機(jī)理。研究結(jié)果表明，污泥濃度過大對(duì)淋濾過程有較大的緩沖作用，會(huì)減緩反應(yīng)進(jìn)程，在實(shí)際工程應(yīng)用中選用4％的含固率較適宜；污泥在未預(yù)酸化的情況下進(jìn)行處理，生物淋濾效果不受影響；添加混合底物(Fe2+和S)可提高重金屬濾除率。同時(shí)，通過過程研究發(fā)現(xiàn)pH=4是污泥生物淋濾的啟動(dòng)值；Zn的濾除受pH值控制，其反應(yīng)機(jī)理屬于細(xì)菌間接浸出。 目前，有關(guān)

4、污泥重金屬的去除研究、工藝條件的優(yōu)化、采用物理化學(xué)及分子生物學(xué)技術(shù)改進(jìn)生物淋濾效果的研究已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，但有關(guān)超聲波預(yù)處理污泥改善重金屬濾除的研究在國內(nèi)還未見有報(bào)道，在國際上也是一個(gè)新的研究領(lǐng)域。本文通過超聲波發(fā)生器對(duì)城市污泥進(jìn)行相關(guān)的低頻預(yù)處理，探討超聲波預(yù)處理改善污泥生物淋濾效果的可行性。研究結(jié)果表明，適量、適度的超聲波可以增強(qiáng)污泥體系的傳質(zhì)，加速其酸化過程，提高污泥重金屬的濾除率。在20kHz、20％振幅的超聲波作用1min