含硫底物在污水污泥生物沥滤中的应用研究

摘要

污泥生物沥滤去除污泥重金属技术,利用的微生物主要是嗜酸硫杆菌,硫杆菌能以还原性硫、Fe2+等为能源底物进行生长繁殖,其中含硫底物应用较广,是大多硫杆菌的必需能源底物。
　　以单质硫为底物,采用有效容积为6L的反应器,通过序批式、改进续批式和半连续式三种运行方式,进行污泥沥滤实验。①序批式沥滤实验:作为对照实验,一次投加6L污泥,连续运行至污泥pH降至2.0以下,停止运行,污泥全部排出。②改进序批式沥滤实验:改变污泥的投加方式,一次投加改为分次投加,投加量分别为0.5、1.0、1.5、2.0和3.0L(体积比分别约为6.7％、16.6%、25%、33%和50%),投加次数分别为12、6、4、3和2次,至总投加量达到6L,连续运行至pH降低到2.0以下,停止运行,污泥全部排出。③半连续式沥滤实验:改变污泥的投加和排出方式,为边投加边排出方式,定期排出和投加部分污泥,排出和投加比例分别设置为10%、20%、30%、40%和50%,使反应器中污泥量始终保持在6L,排泥间隔设定为3d。沥滤过程中每天测定污泥pH,定期取样,测定滤液和污泥中重金属含量。结果表明,改进序批式沥滤污泥投加量为25%~33%、半连续式沥滤污泥进出比为30%时,污泥酸化速率和重金属Zn、Pb、Ni、Cr、Cd的去除率最高。
　　单质硫粉作为底物投加到污泥中时,易发生沉降和团聚,不利于细菌对硫粉的氧化利用,通过添加表面活性剂的方法,增大单质硫粉在污泥中的悬浮性和分散性,来提高硫粉的氧化利用率。在污泥沥滤过程中,分别添加不同浓度的非离子型Tween-80、60、40、20,Span-60和两性离子型的甜菜碱表面活性剂,每天测定污泥pH,定期取样,测定滤出液的浊度及其中硫酸根、重金属含量。结果表明,吐温系列中添加Tween-80使污泥酸化速度最快,Tween-80、Span-60和甜菜碱三种表面活性剂都有助于提高硫的氧化利用率,作用强弱依次为Tween-80>Span-60>甜菜碱。Tween-80、Span-60和甜菜碱的投加量分别为0.5%~0.7%、0.5%和0.5%~0.7%时,污泥酸化速率和重金属Cu、Zn去除率最高,当超过该范围时,会抑制细菌的活性,不利于污泥酸化和Cu、Zn溶出。
　　为比较各种含硫底物的沥滤效果,进行不同含硫底物(S0、FeSO4、Na2S2O3、FeS和FeS2)的沥滤实验,添加单一底物、两两底物配合进行两组沥滤实验:①在沥滤过程中分别投加不同浓度的S0、FeSO4、Na2S2O3、FeS和FeS2;②分别投加不同类型的S+FeSO4、S+Na2S2O3、S+FeS、S+FeS2配合底物。结果表明,FeS和FeS2作为底物时污泥酸化速度很慢,不适宜实际应用,S0、FeSO4、NaS2O3的投加量为8gL-1(以S计)、S+FeSO4配合投加时,污泥酸化速度最快,Zn、Pb、Ni、Cr、Cu重金属去除率都最高。

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第1章绪论

1.1污水污泥处理处置现状

1.2污泥生物沥滤研究概况

1.3课题来源、研究目的、研究内容及技术路线

第2章单质硫为底物对生物沥滤的影响

2.1材料与方法

2.2结果与讨论

2.3本章小结

第3章单质硫的氧化利用对生物沥滤的影响

3.1材料与方法

3.2结果与讨论

3.3 本章小结

第4章单质硫及其他含硫底物对生物沥滤的影响

4.1材料与方法

4.2结果与讨论

4.3本章小结

第5章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

个人简历、研究成果及发表的学术论文

致谢