污泥生物淋滤机理及研究现状.docVIP

 污泥生物淋滤机理及研究现状 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：近年来，随着我国污水处理的普及率提高，污泥产量大幅度增加。剩余污泥不仅含水 率很高，体积庞大，而且含有重金属、病原菌等有毒有害物质，给污泥的处理处置带来巨大 挑战。利用生物淋滤的方法，可以有效的降低污泥中的重金属含量。本文综述了污泥的直接 和间接生物淋滤原理、常用菌体的生物学特征，分析了污泥种类和浓度、微生物种类、起始 pH、氧化还原电位、底物、金属种类、O2 浓度和 CO2 浓度、温度、抑制因子等对于生物淋 滤效果的影响，指出了污泥生物淋滤的应用前景。 关键词：城市污泥；生物淋滤；重金属；硫杆菌 中图分类号：X703.1 Mechanisms and research development of sludge bioleaching LIN Jiayi, ZHANG Panyue (College of Environmental Science and Engineering,Beijing Forestry University,Beijing 100083) Abstract: With the increase of popularizing rate of the sewage treatment plant, the sewage sludge production dramatically increase. The excess sludge contains not only a high moisture content, but also toxic and hazardous substances such as heavy metals, pathogens, and so on, causing a huge challenge to the sludge treatment and disposal. Bioleaching can effectively reduce the heavy metal content in the excess sludge. In this paper, the sludge direct and indirect bioleaching principle, biological characteristics of commonly used bacterial were reviewed. The effect of the sludge type and solid content, bacterial kind, initial pH, Redox potential, substrate, Metal kind, concentration of O2 and CO2, temperature and inhibting factors on bioleaching was analyzed. The application prospects of sludge bioleaching were pointed out. Key words: Sewage sludge; bioleaching; heavy metals; Thiobacillus 0 引言 城市污泥是指污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物，它虽然含有大量的有机质及 氮、磷等植物养分，但也富集了污水中 50%至 80%的重金属。据报道，我国多数城市污泥 中重金属含量可达数百至数千 mg/kg[1]。目前，污泥的处置方式主要有填埋、焚烧、投海和 土地利用等。基于处置费用和废物资源化角度考虑，污泥农业利用被认为是最具吸引力的、 可持续的污泥处置方法[2]。然而，污泥中较多重金属始终是污泥安全农用的限制因子[3]。因 此，降低或去除污泥中的重金属显得非常重要和迫切。利用无机酸或有机络合剂如 H2SO4、 HNO3、HCl、EDTA 等处理污泥以溶解和浸提重金属的化学浸提法，虽能在短时间内大幅 度去除重金属，但耗酸量大、处理费用高、操作不便，使其难以付诸于工程实际。而起源于 微生物湿法冶金的生物淋滤法因耗酸极少、运行成本低、重金属去除效率高、实用性强等具 有许多化学浸提法不可替代的优点而越来越受到关注[4]。 生物淋滤法是指利用化能自养型的嗜酸性硫杆菌，如氧化硫硫杆菌（Acidithiobacillus thiooxidans）的生物氧化与产酸作用，将难溶性的重金属从固相溶出而进入液相成为可溶性 -1-  的金属离子，通过污泥脱水达到脱出污泥中重金属的目的。进入液相的重金属可以采用适宜 方法回收利用[5,6]。 45  1 污泥生物淋滤原理 1.1  生物淋滤所需菌种