城市污泥生物沥滤过程中抑制作用的研究

对好氧剩余污泥重金属生物沥滤过程中可能存在的抑制作用进行了系统研究.结果表明,丽华污泥(取自常州丽华污水处理厂)和城东污泥(苏州城东污水处理厂)及其上清液对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的生长及Fe2 氧化作用均具有强烈抑制作用,而乙酸和丙酸是引起上述抑制作用的主要因子.采用不同固体含量污泥悬液进行模拟培养试验,结果证明污泥中的乙酸和丙酸主要来源于浓缩池内污泥有机质的厌氧分解.在污泥生物沥滤过程中,乙酸和丙酸的存在对Zn的溶出效率没有不利影响,但污泥的酸化速率显著下降,丽华污泥和城东污泥中Cu的沥滤时间分别比对照延长6 d和2 d,严重影响生物沥滤工艺的总体效率.     

生物沥滤法去除污泥中重金属的研究进展

介绍了污泥的处理方法，生物沥滤法去除污泥中重金属的机理及影响因素，并探讨了污泥农用的前景。     

初始pH值对污泥中重金属生物沥滤的影响

采用序批试验研究了不同初始pH值下污泥中Cu、Pb和Zn的生物沥滤效果。结果表明,不同重金属沥滤效率受初始pH值变化的影响程度从大到小依次为Pb>Cu>Zn。初始pH值对污泥重金属生物沥滤效率有较大影响,但即使在初始pH值高达10的情况下,延长沥滤时间也可实现重金属的沥滤。经生物沥滤后,污泥中TP的流失量随着污泥初始pH值的降低而明显增加,而在pH3￣10范围TN流失却与污泥初始pH值相关性较差。     

不同接种量下生物沥滤去除污泥中重金属的研究

采用污泥的硫细菌混合菌液以2%、5%、10%和20%的接种量,序批试验研究了污泥中重金属的生物沥滤.结果表明,沥滤初期污泥pH的下降幅度和速率随混合菌液接种量增大而增大,而第4日后,4种接种量的污泥样品pH相差不大,最终稳定在1.4左右;污泥中硫细菌对硫的利用,使SO42-浓度迅速上升,同时也有少量的重金属硫化物被硫细菌利用.硫细菌接种液可明显促进污泥中Cu、Pb和Zn的沥滤,缩短沥滤周期;接种量越大,沥滤启动越快,Zn的沥滤启动快于Cu和Pb.达到最高沥滤效率后,Cu和Zn的沥滤效果均较为稳定,而Pb则有明显的持续降低趋势.选用2%硫细菌混合菌液接种量,沥滤时间控制在5～6 d,Cu、Pb和Zn的沥滤效果可达到最佳,沥出率分别为96.5%、41.4%和82.9%.     

污泥生物沥浸处理技术及其工程应用

污泥高水分含量和存在重金属已成为影响我国污泥处置与资源化的重要"瓶颈"。生物沥浸技术被证实是一种即可以有效去除污泥重金属,同时显著提高污泥脱水性能的生物方法。本文较系统介绍了目前我国污泥深度脱水的几种方法及生物沥浸处理技术在污泥处理上的优势,生物沥浸法促进污泥深度脱水和重金属去除的基本原理、工艺流程及影响因素。以无锡芦村污水处理厂日处理200 t污泥的生物沥浸处理———高温发酵堆肥的实际工程为例,阐述该工艺的技术参数、污泥处理及其后续堆肥和土地利用的效果。连续2年多的生产性试验和工程实践表明,经生物沥浸处理的污泥可不加任何絮凝剂能一步机械脱水到含水率60%以下,呈土黄色无臭的半干化饼状。且污泥干基有机质、热值和氮磷养分含量几乎不变,利于后续资源化(如土地利用、焚烧等),处理成本低廉,同时压滤水水质较好,可就近排入污水处理厂处理。因此,污泥生物沥浸技术是一项有广泛应用前景和市场需求的新技术。     

利用土著硫杆菌生物沥浸去除猪粪中重金属的研究

为探讨利用土著硫杆菌去除猪粪中重金属的可行性,通过摇瓶实验探究了初始pH值、初始接种量和温度对生物沥浸去除猪粪中重金属效果的影响,并研究了采用气提式反应器生物沥浸处理猪粪的效果。摇瓶实验研究结果表明,接种土著氧化硫硫杆菌后,28℃下180 r·min^-1摇床培养6 d,锥形瓶中猪粪的pH值下降至2左右。生物沥浸10 d,猪粪中Cu、Zn、Mn的浸出率均可达到90%以上。采用气提式反应器进行生物沥浸,初始接种量5%,系统温度30℃±2℃,曝气量2 L·min^-1,Cu、Zn、Mn、Cd的最终浸出率分别为91.9%、94.8%、97.9%、92.5%。研究表明,利用土著硫杆菌可以在不进行预酸化的条件下有效去除猪粪中的重金属。     

生物滴滤塔脱除SO2工艺的影响因素试验研究

将分离得到的氧化亚铁硫杆菌固定在以"竹炭 陶粒"组合填料的生物滴滤塔中,分析了挂膜过程中生物量的变化,研究了进气SO2质量浓度、空塔停留时间和喷淋液密度等因素对脱硫率的影响.结果表明,以"竹炭 陶粒"组合填料的生物滴滤塔,对氧化亚铁硫杆菌固定化效果良好,可以有效去除SO2.在进气SO2质量浓度≤6 000 mg.m-3范围内,喷淋液密度为0.306~1.834 m3.m-2.h-1,停留时间≥39.2 s时,滴滤塔可获得较好的SO2去除效果,去除效率均在85%以上;对该滴滤塔,在停留时间为45.2 s,喷淋液密度为0.917 m3.m-2.h-1时,相应的临界体积负荷为159.18 g.m-3.h-1.     

不同调理剂对生物沥浸污泥堆肥氮素损失的影响

选取稻壳、麦糠和菇渣与稻壳混合物作为有机调理剂,进行生物沥浸污泥条垛式堆肥,研究不同调理剂对堆肥效果及氨气释放规律的影响。结果表明,在堆肥过程中,以麦糠作为调理剂能够提高堆肥温度,延长高温阶段(>50 ℃)持续时间,加快有机物和粗纤维的降解,堆肥产品种子发芽指数(GI)超过90%,麦糠促进了生物沥浸污泥堆肥快速腐熟。随着堆肥的进行,添加混合调理剂的处理减少了氨气挥发,累计氨气挥发量仅为麦糠处理的31%,是稻壳处理的54%;堆肥产品总氮含量较堆肥前增加23.6%,高于稻壳和麦糠处理。分析表明,菇渣较大的内部面积和疏松多孔的结构使其具有较强的氨气吸附能力,达到吸附饱和后,总氮含量可达干重的5.1%.菇渣是降低生物沥浸污泥堆肥氨气挥发、减少氮素损失的优良有机调理剂。     

生物淋滤法对污泥中Zn Cu的去除效果及污泥养分损失研究

采用序批式摇床培养，在污泥中分别接种10％的氧化亚铁硫杆菌菌液与氧化硫硫杆菌菌液，研究了不同菌种对生物淋滤法去除城市污泥中重金属Zn和Cu效果的影响。结果表明，氧化亚铁硫杆菌能够较快速启动生物淋滤，使污泥系统中的Zn在第2d就有了97．8％的去除，并保持到结束；Cu在第4d有了37％的去除并持续升高。而氧化硫硫杆菌则在第6d才对Zn和Cu有了较好的去除。2种金属的溶出与pH值有一定的相关性，zn在pH值3．0～4，0时就有很高的去除率，而Cu在pH〈3．0时才有较好的去除。在去除重金属的同时，污泥中营养成分（TN、TP、TK、有机质）的损失也较高，特别是TP的损失量最高可达到70％。以氧化亚铁硫杆菌为优势的生物淋滤系统中污泥的营养损失大于氧化硫硫杆菌为优势的系统。     

污泥堆肥中重金属的生物有效性研究

通过高羊茅盆栽土培实验,研究了施加污泥堆肥对土壤中有效态重金属含量的影响以及重金属的生物有效性和土壤中有效态含量之间的关系。结果表明,土壤中有效态重金属的含量随污泥施入量的增加而升高,在相似的土壤成分和性质条件下,Zn、Cu的生物有效性较高,其次是Cr、Ni,Pb,Cd最低。Zn的生物有效性随其在土壤中的有效态含量增加而显著升高,当混配土中有效态Zn的浓度由14.5升高到61.2mg.kg-1时,Zn的生物有效性升高近6倍。     

不同pH条件对城市污泥中重金属生物有效性的影响

[目的]探索不同pH条件对城市污泥中重金属生物有效性的影响。[方法]通过对春、夏两季经稳定化处理后的城市污泥进行人工pH梯度模拟,研究不同pH条件下城市污泥中重金属元素的形态分布规律及不同pH条件对重金属生物有效性的影响。[结果]不同重金属元素在污泥样品中的含量差异比较明显,Zn最高,其次是Cu,Cd最低。城市污泥中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的生物有效性与pH值有所关联,对于同种元素而言,pH值越低的污泥,其所含重金属的可交换态在总量中所占的比例越高。污泥的pH值大小顺序正好与污泥中重金属的生物有效性的强弱顺序相反。[结论]该研究为城市污泥的资源化利用提供了理论依据。     

Fe3+浸出污水污泥中重金属实验研究

在25 ℃,污泥浓度20 g/L条件下,以硫酸铁为萃取剂对两种污泥(W1＆W2)进行重金属浸出研究.结果表明,向污泥中投加硫酸铁能导致污泥酸化和污泥中重金属的溶出.投加量越大,污泥pH值降得越低,重金属的溶出率也越高.向W1中投加按Fe3 计算为1.5 g/L硫酸铁时,其pH值降至3.02,Cd,Cu,Zn溶出率分别可达到82.5%,70.9%和89.0%;向W2中投加4.5 g/L Fe3 ,其pH值降至3.19,Cd,Cu,Zn的溶出率分别可达到80.0%,88.2%和92.1%.在相同pH条件下,Fe3 比硫酸能更有效浸出污泥中重金属;用Fe3 浸提污泥中重金属能达到与生物淋滤法同等的溶出效果,并缩短了反应时间.用Fe3 浸出污泥中重金属具有一定可行性.     

几种污泥中重金属生物有效性及其影响因素的研究

采用小麦幼苗法对4种污泥中重金属的生物有效性进行了研究。对不同污泥中重金属的生物有效性进行测定的结果表明，污泥中不同重金属的生物有效性不同，Cd、Zn的生物有效性较高，其次为Cu、Ni，Pb则为最低。从重金属向地上部转移情况来看，Cd、Zn、Cu较易向地上部转移，而Pb、Ni则不易，从转移的量来看，重金属转移到地上部的比例远远高于土壤中。利用通径分析对CEC，pH、OM的3个主要污泥性质对5种重金属生物有效性的影响进行了分析，结果表明，CEC、pH为主要影响因素，OM影响较小，但对于不同的金属三者作用的大小及方向不同。     

城市污泥中有机酸在厌氧消化过程中的稳定性差异

研究了厌氧消化作用对深圳污泥中有机酸的降解作用,消化过程中有机酸的稳定性受分子结构决定,羟基酸〈烯酸〈正烷酸〈芳香酸〈甾酸,具有稠环、苯环和共轭双键结构者稳定性较高,而含有羟基和孤立双键者稳定性较低,且羟基基团越多,结构越不稳定,厌氧消化对能选择降解高碳数羟基本是选择保存低碳数基酸,某些民政部下,有机酸的稳定悸也可能受生物代谢因素的影响。     

城市污泥堆肥过程中重金属形态的特征变化

采用分步提取法提取污泥样品中的重金属,并采用等离子发射光谱仪测定各态重金属的含量。结果表明,堆肥后多数重金属的形态发生了明显变化,其主要存在形态为比较稳定的残渣态。     

污泥生物减水过程中微生物菌群的变化研究

[目的]研究污泥生物减水过程中微生物菌群的变化.[方法]采用生物好氧发酵的方法,对城镇污水厂低有机质含量的脱水污泥进行生物减水处理,分析物料配比、温度及微生物菌群的变化对降低污泥含水率的影响.[结果]试验组Ⅲ的堆体高温期（温度55℃以上）维持了7d,最高温度达62℃,在第9天含水率降至50％,减水速率达1.4％/d.同时,在生物减水过程中,嗜温菌、嗜热菌及放线菌是主要菌群,其菌种数量呈现高-低-高的趋势,有利于污泥生物减水的进行.[结论]该研究为污泥的生物减水处理提供了科学依据.     

大坦沙污水厂污泥重金属形态及其生物有效性的研究

采用Tessier连续提取法对大坦沙污水厂污泥中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni进行形态及总量分析,同时采用盆栽试验,研究了污泥中重金属的生物有效性.结果表明,污泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni的含量均低于污泥农用控制标准值;Pb、Cd主要以残渣态和可交换态存在,Cu、Zn、Cr、Ni主要存在形式为有机结合态和残渣态;Zn、Pb、Cd、Cr的不可利用态所占比例均在50%以上,这对污泥农用是非常有利的.盆栽植物的根部对重金属的富集作用大于茎叶,其吸收的重金属不仅包括可交换态和碳酸盐结合态,还包括了在一定条件下释放出来的铁锰氧化态和有机结合态.     

超声波协同有机酸去除城市污泥中的重金属

利用超声波协同乙酸和柠檬酸处理城市污泥,就超声波条件对有机酸去除污泥重金属的影响进行了研究．结果表明,随着超声波处理时间的延长,两种酸对污泥重金属的去除率相应增加．在以0．1mol／L乙酸和0．1mol／L柠檬酸酸化后,经超声波处理20min,对污泥中cu的去除率较单独酸化处理分别增加了4．0％和4．6％、对Zn的去除率分别增加了13．3％和12．2％、对Pb的去除率分别增加了3．6％和15．9％,表明超声波作用强化了两种酸对重金属的提取,具有明显的协同效应．在重金属提取过程中,有机酸的作用是主要的,而超声波是协同手段,其协同贡献率因重金属不同而不同,其中以对Pb去除的协同贡献最高,为15．9％．对重金属去除条件优化分析表明,超声波处理20min明显有利于重金属的溶出,相同浓度条件下柠檬酸对重金属的提取能力强于乙酸．     

城市污泥堆肥过程中腐殖酸及重金属形态的变化

堆肥是有机物质腐殖化的过程,堆肥过程中形成的腐殖质可以有效地降低重金属的有效性和迁移性。本研究以H2O、Na4P2O7+Na OH连续浸提污泥堆肥过程中堆体的腐殖酸以及与其结合的重金属,分析腐殖酸及其结合的重金属随时间变化的规律。结果表明:堆肥过程形成的腐殖质中主要以胡敏酸(HA)为主,HA的含量在堆肥过程中先降低后升高,堆肥结束时其含量与堆肥初始差异不显著,而富里酸(FA)的含量有所降低,堆肥结束时,胡敏酸与富里酸比值(H/F)由堆肥初始的3.1增至4.2;与堆肥前相比,堆肥结束时HA结合态Cr、Pb、Zn、Ni、Cu占各重金属的比例增加14.1个百分点、20.0个百分点、1.2个百分点、23.3个百分点和2.3个百分点,重金属的迁移性与有效性较低。     

城市污泥的重金属处理机理探讨

鉴于非生物方法处理城市污泥重金属存在成本高、污染大等缺点,重点探讨了城市污泥中重金属的赋存形态、生物有效性及微生物治理（厌氧、好氧、生物淋滤）、动物处理和植物富集等生物技术去除重金属的机理。提出以生物治理为主,非生物处理为辅的工艺是今后去除城市污泥中重金属的发展方向。