微生物淋濾法去除城市污泥中重金屬的效果
摘要：以廣州市城市污泥作為培養介質，利用以硫代硫酸鈉作為生長基質進行生命活動的氧化亞鐵硫桿菌(T.f)和氧化硫硫桿菌(T.t)來淋濾去除污泥中的重金屬，研究了不同底物含量及不同馴化污泥接菌量對重金屬去除效果的影響。結果表明，在無馴化污泥接種的條件下，最佳基質投配率為10 g·L-1；馴化污泥接種培養可以縮短污泥的酸化周期，并且在相同投配比條件下，接種培養較不接種培養的去除效果明顯提高。馴化污泥接種量為10％、投配比為7 g·L-1時，污泥中主要超標元素Cu、Zn、Cd和Ni的去除率分別達到67.2％，88.9％，82.4％和68.4％。同時，處理后污泥中的重金屬含量可滿足污泥農用的國家標準。
關鍵詞：城市污泥；重金屬；去除；微生物淋濾
城市污泥是采用活性污泥法處理污水過程中的副產物。據估算，目前我國城市污水處理廠每年排放的污泥量（干質量）大約為 130 萬 t，而且年增長率大于 10％[1] 。污泥是由多種微生物形成的菌膠團與其吸附的有機物和無機物組成的集合體，除含有大量的水分(可高達 99%以上)外，還含有氮、磷等營養物質，以及難降解的有機物、重金屬、鹽類、少量的病原微生物和寄生蟲卵等，因此，國內外的相關機構越來越重視污泥治理問題。城市污泥的處置方法通常有投海、填埋、焚燒、土地利用等。在這些方法中，投海已被棄用（1998年底國際公約已禁止污泥投海） ；由于占用大面積的土地，填埋方法也相應的在減少；焚燒可以降低污泥的體積，但是焚燒灰仍需填埋處理，并且污泥通常需要增加助燃物才能進行燃燒，這增加了污泥處理的經濟成本[2] ；污泥土地利用實現了有機物的土壤→植物→ 城市→污水→污泥→土壤的良性大循環，被認為是最具吸引力的處置方式。但是，由于污泥中重金屬含量較高，易引發嚴重的環境問題，成為制約污泥土地利用的關鍵因素[3-5] 。因此，針對如何有效去除污泥中重金屬這一問題，國內外眾多學者展開了廣泛的研究。結果表明，傳統的化學方法去除效果明顯，但處理費用較高，難以在實踐中應用[6] 。近年來，利用微生物技術去除污泥中重金屬的研究取得了較大進展，尤其是生物淋濾技術，該技術是利用氧化亞鐵硫桿菌與氧化硫硫桿菌等嗜酸性硫桿菌的生物氧化作用，將污泥中難溶性重金屬從固相中溶出進入水相，再通過固液分離法加以去除。因其去除污泥中重金屬的效果明顯且處理成本低而受到廣泛關注[7-11] 。這其中很多研究都是先進行菌種的分離純化，然后再淋濾去除重金屬，在實際應用中這勢必增加操作的復雜性。因此，本研究直接以需要處理的污泥作為培養介質，利用污泥中原有的具有淋濾作用的微生物來去除污泥中的重金屬。
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