嗜酸性復(fù)合硫桿菌浸出城市污泥重金屬及相關(guān)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、城市污泥是由污水處理過(guò)程中形成的沉淀物，具有含水率高、有機(jī)物含量高、重金屬含量高等特點(diǎn)，其中重金屬污染控制一直是污泥處理處置的難點(diǎn)。重金屬的去除方法分為物理法，化學(xué)法，生物法。物理法和化學(xué)法存在成本高，能耗大，效率不高等問(wèn)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(yùn)行成本低，重金屬去除率高，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)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(shì)菌對(duì)生物浸出污泥重金屬展開(kāi)各項(xiàng)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(duì)生物浸出污泥重金屬的影響,對(duì)于復(fù)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(fù)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(dòng)力學(xué)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(xué)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(dá)到99％， At-1與菌株 Acidithiobacillus thiooxidans strain ZJJN-1（JQ25904

4、8）的同源性達(dá)到100%。
　　其次比較了氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌及復(fù)合硫桿菌三種生物浸出體系對(duì)城市污泥重金屬的去除效果。結(jié)果表明，復(fù)合硫桿菌對(duì)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(lái)，Ni其次，而Cr最難。
　　再次通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)曲面法優(yōu)化試驗(yàn)，考察了初始pH、污泥濃度、底物種類和投加量對(duì)污泥重金屬Cu、Cr、Ni、Zn去除效果。單

5、因素試驗(yàn)結(jié)果表明，初始pH為4有利于生物浸出過(guò)程的啟動(dòng)，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(huì)影響菌的生長(zhǎng)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(guò)Box-Behnken design響應(yīng)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(gè)試驗(yàn)因素對(duì)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%