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城市污水中重金属对活性污泥系统的影响探究 　　引言 　　废水中含有包括重金属在内的各种污染物，如果直接排放，会对环境和人体构成威胁。城市污水处理厂作为污废水的人工强化处理场所，对包括重金属在内的各种污染物都有良好的去除效果。某种程度上，污水处理厂的修建对重金属污染起到了缓解作用。在污水生物处理中，传统活性污泥工艺使用最广泛，同时也是最早使用的处理方法。它基于微生物的吸附和生物降解作用，不仅能有效去除污水中的有机物、氨氮和总磷，也能通过沉淀、吸附等作用去除重金属。而由传统活性污泥法改进的工艺，如A2 /O、SBR 等工艺也都对重金属有去除作用。 　　与其他生物体一样，重金属是活性污泥微生物必需的微量元素。荣宏伟等发现，rho; ( Cu2 + ) lt; 0. 5 mg /L能促进反硝化作用; Gikas 等的实验结果表明，在rho;( Cr3 + ) lt; 15 mg /L 时，能刺激活性污泥生长。但是当污水中重金属浓度达到一定水平时，将会对微生物产生抑制作用，比如降低其生长速率和活性，并进一步削弱其降解有机物、硝化和反硝化的能力等。对污水厂而言，高浓度重金属废水可能会导致处理水质变差，系统崩溃等后果。目前国内外对此的研究主要集中在调查特定金属离子对活性污泥系统的影响，并根据实验结果得出金属离子的抑制浓度。Ochoa- Herrera 等通过批实验研究Cu2 + 对不同营养类型微生物的抑制作用，并得到半抑制浓度; Novotnik等研究了不同浓度的Cr3 +、Cr6 + 对活性污泥硝化作用的影响，并提出在rho;( Cr6 + ) gt; 1. 0 mg /L，rho;( Cr3 + )gt; 50 mg /L 时对硝化产生抑制; Wang 等通过运行SBR 反应器，来研究Ni2 + 对基质去除及微生物活性的长期影响。 　　通过考察重金属对活性污泥系统中微生物生长、基质消耗及处理效果的影响，得出重金属抑制微生物生长、降低处理效果的浓度范围，具有重要的实际意义。它可以预防活性污泥系统受到重金属的毒害和冲击作用，对污水处理厂的正常运行有一定的参考价值。 　　1 城市污水中重金属的来源与浓度 　　污水中重金属的种类和浓度是影响活性污泥系统的重要因素，因此了解污水中重金属的来源是关键之一。国外已有学者对污水中重金属的来源及含量做了系统的调查和分析。Srme L 等调查了瑞典一座污水厂中重金属( Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd 和Hg)的来源，将重金属的来源分为8 类: 住宅、排泄水、商业、管道沉积物、化学品、大气沉降、交通和建筑材料，同时还分析了每种重金属的主要来源。Rule 等测定了英国一座污水厂中重金属的浓度( Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn) ，并详细分析了造成样品之间存在差异的原因。Chipasa、stuuml;n 等也对污水处理厂进水中的重金属浓度进行测定。在国内也有不少研究涉及污水中的重金属浓度。 　　污水厂进水中的Zn 含量普遍较高，很可能与镀锌管的大量使用有关; Cu 和Cr 在不同文献中的值差异较大，很可能与当地的工业类型密切相关。一般而言，由于工艺需要，工业废水中的重金属浓度比市政污水高。因此要注意进水中是否有工业废水汇入。 　　2 重金属对活性污泥系统的影响 　　在研究重金属对活性污泥系统的影响时，一般选择毒性较大( 如Cr、Hg) 或者含量较高( 如Zn、Cu) 的重金属作为研究对象。本综述系统地呈现已出版文献中几种水中常见的重金属Cu2 +、Zn2 + 和Cr( 包括Cr3 + 和Cr6 + ) 对活性污泥系统中微生物生长、基质消耗和处理效果的影响。 　　2. 1 Cu2 + 对活性污泥系统的影响 　　Cu2 + 在污水生物处理中，被认为是毒性较大的元素之一，且在工业中使用较为广泛。荣宏伟等在驯化的活性污泥系统中，研究了Cu2 + 和Zn2 + 在浓度0 ～ 100 mg /L 时对活性污泥系统的影响。实验结果表明，在rho;( Cu2 + ) lt; 0. 5 mg /L 时会促进反硝化作用; 在rho;( Cu2 + ) gt; 0. 5 mg /L 时，对COD 的去除和系统的脱氮能力有抑制作用; 在rho;( Cu2 + ) gt;5 mg /L 时会抑制硝化作用，从而对NH+4 -N的去除有较大影响; 同时还发现，Cu2 + 对活性污泥系统的影响明显强于Zn2 +。Ochoa-Herrera 等通过实验，研究了污水生物处理中Cu2 + 对微生物的毒性。 　　实验结果证实了Cu2 + 在工业废水中常见的浓度下，对发酵菌、好氧异养菌、硝化菌和反硝化菌等多种微生物均有抑制作用，其中反硝化菌