生物淋滤法对城市污泥中重金属的去除效果研究

摘要

随着当今我国人口的增长和经济的快速发展，人们对日益严重的环境污染问题越来越关注。各城市兴建大量的污水处理厂，有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。但在污水处理过程中产生的大量污泥很容易对环境造成二次污染，因此选择一种有效的污泥处置方法势在必行。由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其农用资源化是符合我国国情的一种处置方法，并成为当今研究的热点。但污泥中所含的重金属元素成为制约污泥农用的关键因素。因此对城市污泥进行重金属去除方法和资源化农用的系统研究，具有十分重要的意义。在比较了各种去除污泥中重金属方法的基础上，认为生物淋滤法具有成本低、去除效率高等优点，确定采用此法脱除污泥中重金属。本文以太原市河西北中部污水处理厂的浓缩污泥作为试验对象，以去除城市污泥中重金属元素为目的，对生物淋滤法进行了分析研究。本研究分为四个部分：
　　 第一章首先简要介绍了目前国内外污泥处理及处置的主要技术并结合我国国情提出污泥农用的必要性；然后论述了污泥中重金属处理的基本方法；研究了生物淋滤的主要菌种、反应机理及影响生物淋滤过程中重金属去除效率的因素。
　　 第二章针对太原市河西北中部污水处理厂浓缩污泥，进行重金属总量测定及形态分析：该污水厂浓缩污泥中所测定的重金属中Zn超过污泥农林利用酸性土壤标准。含量高的前三种重金属为Zn、Cr、Cu。通过重金属形态分析后，污泥中Zn元素不但含量高，且不稳定形态所占比例较高。污泥在农用前必须对重金属进行必要的处理。
　　 第三章以太原市河西北中部污水处理厂浓缩污泥为对象，以氧化亚铁硫杆菌为接种菌，以亚铁为底物进行序批式生物淋滤试验，研究了接种量和底物浓度对淋滤效果的影响，发现采用5[％]的接种量时，沥滤效果较好，Zn，Cr和Cu的沥出率分别为96.8[％]，78.2[％]和92.7[％]；亚铁浓度越高，污泥样品pH值下降越快，5g/L、8g/L和10g/L的底物浓度下，Zn，Cr和Cu的沥滤效果相差不大。综合考虑经济成本和重金属沥滤效果等多项因素，选择5[％]接种量和5g/L亚铁为最佳工艺参数。
　　 第四章运用连续搅拌生物淋滤反应器，对用不同回流比去除污泥中重金属的效果进行试验，表明在20[％]回流比时重金属沥出率较高。且连续搅拌反应器的淋滤效果优于序批式试验效果。