生物浸沥去除污泥中的重金属

结合国内外最近的研究进展 ,对一种新兴的能够经济有效的去除污泥中重金属的方法 -生物浸沥作一些介绍 ,包括重金属在污泥中的存在形态、生物浸沥的机理、影响生物浸沥过程的一些因素等     

生物沥浸预处理改善污泥脱水性能和去除重金属研究

通过生物沥浸预处理改善污泥脱水性能和去除其中的重金属,有利于降低后续污泥处理和处置过程中的成本和潜在的生态环境风险。以城市污水厂剩余污泥为研究对象,采用驯化所得的嗜酸性硫杆菌混合菌群为接种物,通过添加不同浓度的底物(FeSO4·7H2O)对污泥进行生物沥浸预处理试验,考察生物沥浸过程中污泥比阻(SRF值)和污泥中重金属含量的动态变化。结果表明:生物沥浸预处理可改善污泥的脱水性能并去除其中的重金属,污泥比阻降低率的变化范围为5.73%～79.53%,污泥中重金属去除率的变化范围为0.38%～90.84%,且底物浓度的改变对改善污泥脱水性能和提高污泥中重金属的去除率有一定的影响;当底物浓度为6g/L、生物沥浸5d时,可获得污泥最佳的脱水性能和污泥中重金属最佳的去除效果,在此条件下生物沥浸预处理后污泥的SRF值为0.52×1013 m/kg,污泥中重金属Zn、Cd、Cu、Ni、Pb和Cr的去除率分别为80.36%、76.89%、80.93%、86.04%、58.37%和58.52%。     

生物沥浸去除污泥重金属及改善脱水性能研究

从天然矿山酸性废水中富集制备了3种嗜酸性细菌混培物,开展了污泥生物沥浸实验,研究了沥浸去除污泥重金属(Cu、Zn、Cd)同时改善脱水性能的效果.结果表明,3种嗜酸性细菌混培物均可有效去除污泥中的重金属(P<0.01).沥浸12d后,改进型Starkey培养基富集的嗜酸性细菌混培物对Cu和Cd的去除率分别达到82.0%和82.9%,9K培养基富集的嗜酸性细菌混培物进行生物沥浸处理对Zn的去除率可达到87.5%.同时,生物沥浸还可以显著改善污泥的脱水性能(P<0.01).经过12d沥浸,污泥的离心脱水率可由73.1%上升到90.0%.显微观察和能谱分析结果显示,污泥脱水性能的改善是因为生物沥浸能使污泥结构由絮体状变成明显的颗粒状,并可形成以铁、氧和硫为主要元素组成的次生矿物规则晶体.     

基于污染物变化选择干化污泥处置技术

为了解我国城市污水厂污泥干化前后污泥含水率、pH值、总磷、总氮、有机质和重金属含量(Zn、Cu、Cr、Pb、Ni、As、Cd)的变化情况并据此选择合理的干化污泥处置技术,以我国某污泥干化厂三种类型的污泥样品为研究对象,并测定上述六项指标。结果表明:污泥干化后含水率降至3.72%;pH值降低至5.95和5.93;干化后干料中总氮、总磷和有机质的增加量分别为30%、2.7%和5%,而湿料的增加量分别为24.5%、10.7%和2.2%;重金属含量的变化与干化后污泥类型有关,湿料中重金属含量有所减少,而干料中重金属含量则有增有减。污泥干化厂应以湿料作为主要的干化产品。同时,对比样品中各指标的实测值与污泥标准中的控制限值可知,干料适合制砖、制水泥熟料和混合填埋,而湿料适于农用、土地改良和园林绿化。     

污泥干化使重金属形态变向稳定的原因分析

在模拟条件下对不同类型污泥进行连续干化,研究了不同干化温度下污泥重金属存在形态的分布特征.同时,通过测定污泥含水率、密度、温度和电导率等物性参数,分析了污泥干化过程重金属形态向稳定态转变的原因.结果表明,污泥中重金属存在形态的分布特征因污泥类型及来源不同而具有明显的差异;污泥干化过程可以使酸溶态、可还原态和可氧化态重金属向残渣态重金属转变;干化过程中污泥物性的改变和部分有机质和硫化物的分解是引起污泥重金属存在形态发生变化的主要原因.研究结果对于深入了解污泥中重金属的环境地球化学行为具有重要的理论意义,同时还可为污泥无害化、减量化和资源化的最终处理提供科学依据.     

调理剂种类和配比对污泥生物干化效果的影响

为研究污泥生物干化过程中的调理剂种类及配比等工艺参数对生物干化效果的影响,利用自主设计的生物干化反应器进行了实验室模拟,分别研究了麦秆和锯末作调理剂和3种不同调理剂配比(污泥与调理剂湿基质量比为3∶1,5∶1,8∶1)的生物干化效果。结果表明,利用麦秆作调理剂能够达到更高温度,含水率降低了10.88%,优于锯末作调理剂降低的5.9%;与其他配比相比,污泥与调理剂添加比为5∶1时,干化效果与经济性相对更好。利用麦秆作调理剂,且物料配比为5∶1(污泥∶麦秆)时,生物干化效果最佳。     

市政污泥干化特性研究

以上海市青浦区市政污水厂脱水污泥为原料,这篇文章从工业分析、微观形态、基本成分及热值等方面研究了污泥干化前后的性状差异,为实现污泥的干化焚烧提供基础数据。     

生物沥滤去除污泥重金属:污泥固体浓度和类型影响

研究了污泥固体浓度和污泥类型对Cu、Pb和Zn生物沥滤的影响。结果表明,污泥固体浓度越高,重金属沥出效果越差;高固体浓度污泥pH值降低缓慢,其SO42-产生量明显高于低污泥浓度。低固体浓度污泥下,氮磷钾营养物质流失量比高固体浓度污泥明显增多。厌氧消化污泥和生污泥中重金属的生物沥滤效果差异不大,但厌氧消化污泥的肥效流失明显高于生污泥。     

两种硫杆菌对河涌底泥重金属的生物沥滤

自矿山酸性废水中分离纯化得到氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans , T.f)与氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans, T.t),利用这2 种硫杆菌对广州郭村河涌底泥中Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 6 种重金属进行序批式生物沥滤试验.结果表明,T.f 菌对重金属的浸出能力高于T.t 菌.对Cd、Cr、Ni、Cu 和Zn 的浸出率T.f 菌最高可达60%、45%、70%、90%和75%,T.t 菌则分别为45%、34%、50%、65%和55%.二者对Pb 的去除率相当,均在25%左右.向T.f 菌分别提供S 粉与Fe²⁺,2 种底物对Cd、Ni、Cu 和Zn 的浸出效果无明显影响,而对Cr和Pb 的浸出,投加S 粉的浸出效果更好.同时向T.f 菌投加S 粉与Fe²⁺ 2 种底物,其浸出效果反而下降.可能是T.f 菌代谢生成的SO₄^2-与Fe³⁺易生成黄铁矾等沉淀物质,与溶出的重金属发生共沉淀,从而降低其浸出效果.     

蘑菇渣和玉米芯对污泥生物干化的影响研究

文章以蘑菇渣、玉米芯以及两者的混合作为3种调理剂,将污泥与调理剂按一定比例混合,考察相同质量配比不同调理剂条件下,各处理干化过程中的温度、含水率和有机质含量的变化情况,从而确定最佳的调理剂,探讨调理剂对污泥生物干化的影响。结果表明,玉米芯做调理剂时处理实验效果最佳,最高温度达到69.0℃,所经历的时间最短为108 h,玉米芯的添加更能增加反应的升温能力;3个处理实验的含水率总体呈现下降的趋势,其中混合料为调理剂时下降趋势最明显,最终含水率都低于40%,达到相关用泥质量标准,水分脱除效果好;有机质含量较高,总体变化不明显,有利于污泥后续利用。     

氧化亚铁硫杆菌生物浸出铅锌硫化矿尾矿及浸出过程中重金属形态分析研究

研究嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)对铅锌硫化矿尾矿重金属离子的生物浸出和重金属形态变化有助于了解生物浸出作用的过程变化.通过考察生物浸出体系中不同的矿浆浓度对pH值和浸出尾矿重金属的影响,探究生物浸出过程的重金属形态变化情况.结果表明,生物浸出作用对pH值和尾矿重金属的浸出影响巨大,随着矿浆浓度的增加,pH值下降速率呈现先升高后降低、重金属浸出率也呈现先增加后降低的趋势,最佳的生物浸出矿浆浓度为50 g·L~(-1),Fe和Zn的最佳浸出率分别为85.45%和97.85%.重金属形态分析表明,生物浸出作用对尾矿重金属形态变化产生巨大的影响,随着浸出时间的延长,重金属形态逐渐改变,首先易迁移的重金属被生物浸出,然后稳定的重金属也逐渐被生物浸出.     

生物沥浸对精对苯二甲酸化工污泥脱水性能的提高及其重金属脱除效果

通过摇瓶培养试验研究了生物沥浸处理对精对苯二甲酸(PTA)化工污泥脱水性能和重金属去除效果的影响.研究表明,PTA污泥经生物沥浸后脱水效果得到了较好的改善,且营养剂最佳投加量为5g·L-1.经生物沥浸2d后污泥的pH从7.37下降到2.29,比阻从62.64×1012m·kg-1下降到2.36×1012m·kg-1,降低了96.23%.在最佳处理条件下对该化工污泥进行多批次生物沥浸中试试验,并对沥浸后污泥采用厢式压滤机脱水.结果表明,经生物沥浸处理后污泥静置24h,污泥沉降率可从2%提高到33%,厢式压滤脱水后泥饼含水率下降到45.9%,与对照相比,污泥体积减少了91.1%.泥饼中Cu、Cd、Pb、Zn、Co的去除率分别为95.15%、85.20%、42.11%、82.59%和64.42%;滤液中COD和氨态氮去除率分别为42.82%和74.98%.可见,生物沥浸法不仅能够较好地改善化工污泥的脱水性能,还能脱除污泥中的重金属.这对生物沥浸技术在PTA化工污泥上的应用和推广具有重要意义.     

电化学方法去除污泥中重金属的研究

分析了河东污水处理厂污泥中Pb、Cd、Cu、Ni的含量和形态分布特征,并以PbO2/Ti电极板为阳极、铜板为阴极通电处理污泥,考察了电压、通电时间等因素对污泥pH及重金属去除效果的影响.结果表明,污泥中Cd和Ni的含量超过了国家农用标准(GB4284—1984),同时,Cd和Ni也具有较高的生态可利用性.不同电压对污泥重金属去除率影响较大,当电压为35 V,电流为80 mA,反应时间为6 h时,对污泥的处理效果与费用最佳,在此电压下对污泥进行处理,Cu、Pb、Cd和Ni的去除率分别为57.35%、48.42%、68.63%和49.85%.此时,阳极区污泥中的重金属含量已有较大程度的降低,均能达到国家农用标准(GB4284—1984).     

采用电动修复增强技术去除电镀污泥中重金属

为提高电动修复技术去除电镀污泥中的重金属(Cu, Pb, Zn , Cr, Ni)的效率,采用污泥预酸化处理及阴极pH值控制处理2种途径进行强化,反应过程中电压为32V,处理时间为7d,结果表明,电镀污泥酸化pH值至4.5时,污泥中重金属的可移动性明显提高了,依次为Cr>Ni>Zn>Cu>Pb;污泥预酸化加阴极pH值控制处理能使电镀污泥中Zn、Ni、Cu和Pb交换态、碳酸盐结合态和有机硫化物态转化为可溶离子态,转化量大小依次为Ni>Zn>Cu>Pb,且该处理Zn、Ni、Cu和Pb的去除率分别达到74.02%、68.38%、39.22%、21.37%;但污泥预酸化及阴极pH值控制处理都不利于Cr的去除,对照处理Cr去除率为77.83%,污泥预酸化处理去除率降为40.65%,污泥预酸化加阴极pH值控制处理降至12.80%.     

Effect of substrate concentration on the bioleaching of heavy metals from sewage sludge

IntroductionTheproductionofexcesssewagesludgeisincreasingrapidlywiththewidespreadofwastewatertreatment,whichcausesseriousproblemtothedisposalofsewagesludge .Landapplicationofsewagesludgeisthemostcost effectiveandfeasibleutilizationapproachatpresent.Howeve…     

氧化亚铁硫杆菌生物浸出污泥中的重金属离子

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At. f)对污泥中重金属的浸出机制,进行了空白、直接浸出(At. f)、加亚铁浸出(At. f +Fe2+)、加亚铁和硫酸浸出(At. f+Fe2++H2SO4)4组生物淋滤实验,分析淋滤前后污泥的成分和物相变化.结果表明加亚铁和硫酸浸出淋滤后Cu、Zn、Ni、Pb和Cr的去除率可分别达到90.8%、100%、87.5%、51.6%和83.3%,高于其他3种体系;定量计算和动力学拟合结果表明,5种金属在直接-间接(加亚铁)浸出中的质量含量和速率常数(k)均高于直接浸出.EDS和XRD证实污泥浸出前后样品组分主要是C(26.2%~37.5%)、O(32.5%~45.7%)和一些无机化合物(如铝盐和SiO2),生物淋滤后会造成营养元素(P和Ca)的部分流失.此外,ICP-MS分析表明其他金属(如Cd、Fe、Mn)也能同时被溶出.基于结果分析,提出FeSO4·7H2O和H2SO4的加入有助于生物淋滤系统的启动,其中Cu、Pb、Cr和Ni主要以间接浸出为主,而Zn是直接和间接浸出共同作用.     

珠三角城市污泥中壬基酚及重金属特征分析

对珠三角地区典型城市的13家污水处理厂剩余污泥中壬基酚(Nonylphenol,NP)、部分重金属及养分含量进行了检测和分析.结果表明,珠三角地区典型城市13家污水处理厂污泥中NP范围在0.45~65.17 mg·kg~(-1)(以干重计,下同)之间,平均值为10.87 mg·kg~(-1),工业废水是影响污水处理厂污泥中NP含量的一个重要因素,该地区污泥中NP含量相比于世界其他地区较低,但其中有2家污水处理厂污泥中NP含量超过或接近2000年欧盟污泥指令文件对污泥中NP、NP1EO、NP2EO(NPE)总量限制值(50 mg·kg~(-1)).13家污水处理厂污泥样中Cu、Pb、Cd及Zn含量的几何平均值分别为435.43、78.88、2.72、1088.01 mg·kg~(-1),与《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中施用土壤(p H6.5)限值进行比较,仍有部分污水处理厂污泥中Cu、Cd、Zn含量超标.13家污水处理厂污泥样中有机质、总氮、总磷及总钾的算术平均值分别为294.40、12.92、39.63、9.12 g·kg~(-1),与过去的研究相比,污泥中有机质与养分含量总体呈上升趋势.相关性分析的结果表明,13家污水处理厂污泥样中NP含量与污泥中总Cu的含量具有显著的正相关关系.     

多批次生物沥浸对猪粪重金属脱除及养分和脱水性的影响

猪粪重金属脱除及脱水性提升对其资源化利用具有重要意义.本研究以氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)作为生物沥浸微生物,探究了多批次生物沥浸对猪粪重金属脱除及养分和脱水性的影响.研究表明,当A.f菌液与原始猪粪(含固率为3.5％)体积比为1∶1时,生物沥浸进程缓慢,而将猪...     

市政污泥热解过程颗粒物中重金属分布

以深圳市某污水处理厂的污泥为原料,研究了污泥热解过程产生的颗粒物及其中8种重金属的分布规律.结果表明,颗粒物的生成速率分别在400~600℃和1000℃保温30min的两个区间内达到峰值.8种重金属的热挥发性由大到小依次为Cd > Zn > As > Pb > Mn > Ni > Cu > Cr,而其在颗粒物中富集能力大小顺序为Pb > As > Mn > Zn > Cd > Ni > Cr > Cu.颗粒物重金属在热解气中的体积浓度随热解过程呈上升趋势,Zn和Cd则在升温阶段（1000℃以前）达到峰值后开始降低.研究表明,污泥热解颗粒物富集的重金属超标,因而污泥热解尾气颗粒物的去除装置十分必要.