城市污水污泥生物瀝濾過程的數(shù)學模型研究.pdf

1、城市污水污泥中含有大量的N、P、K、有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),具有改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥效等作用。污泥在農(nóng)用之前應(yīng)對其中的重金屬進行去除,以降低重金屬對環(huán)境的危害。生物瀝濾法是去除污泥中重金屬的一種行之有效的方法,在去除污泥中重金屬方面具有良好的前景。
　　目前已有較多關(guān)于生物浸礦過程動力學模型的研究,而關(guān)于生物瀝濾污泥過程動力學模型的研究卻鮮少見到。生物浸礦動力學的研究對象為金屬礦物,將其直接應(yīng)用于成分復(fù)雜的污泥體系生物瀝濾過程的模擬

2、是難以匹配的。本文以桂林市七里店污水凈化廠濃縮池污泥為研究對象,開展了污泥生物瀝濾過程重金屬濾出機制及瀝濾動力學的研究。
　　在生物瀝濾過程中,主要發(fā)生化學和電化學反應(yīng)過程、瀝濾細菌的生長過程、傳質(zhì)過程以及傳熱過程。本文主要研究了前兩種過程,針對不同重金屬濾出的主要機制以及在各化學形態(tài)之間的遷移情況進行探討,結(jié)果表明:Zn在生物瀝濾過程中最高去除率為80.59％,濾出的主要機理為Fe3+氧化作用,其次為酸溶作用,好氧消化作用不釋放

3、Zn。Pb濾出的主要機理為酸溶作用,其次為生物氧化作用,最高去除率為52.09%,氧化亞鐵硫桿菌能快速提高Pb的去除率,曝氣不利于Pb的釋出。Ni的濾出機理是由Fe3+氧化作用和酸溶作用共同控制,最高去除率為72.68%,氧化亞鐵硫桿菌能快速提高 Ni的去除率,曝氣有利于Ni釋出。Cr濾出的主要機理為酸溶作用,最高去除率為67.15%,氧化亞鐵硫桿菌能快速提高Cr的去除率,曝氣有利于Cr釋出。Cu濾出機理是由Fe3+氧化作用,最高去除率

4、為68.01%,氧化亞鐵硫桿菌能持續(xù)提高Cu的去除率,曝氣有利于Cu釋出。Cd濾出機理是Fe3+氧化作用,最高去除率為73.86%,曝氣不利于Cd釋出。
　　對氧化亞鐵硫桿菌菌株ATF-1的生長情況進行研究,結(jié)果顯示:在300C的培養(yǎng)條件下,ATF-1菌的比生長速率為0.154h-1,倍增時間為8.17h,世代時間G為5.81h,增代數(shù)n為5.88h。結(jié)合對數(shù)生長期試驗參數(shù),推導(dǎo)出的生長速率方程,使用Matlab編制運算程序,得到