论文题目: 污泥中Cu、Pb和Zn的生物沥滤研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 华玉妹
导师: 陈英旭,冯孝善
关键词: 污泥,重金属,生物沥滤,生物沥滤机制,影响因素,生物沥滤反应器
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着污水处理设施的普及,污泥产量日益增加,污泥土地利用费用低,适合我国国情,是最为可行、最为现实的消纳途径,但污泥中存在的重金属对人类健康和环境具有潜在威胁。生物沥滤是—种富有前景、经济高效的降低污泥中重金属含量的途径。本研究以生污泥为研究对象,对重金属生物沥滤工艺的开发利用进行有益探索,主要研究内容包括六个方面:最佳工艺参数优选,生物沥滤机制探讨,污泥细胞内重金属分布和优势微生物分析,影响因素讨论,生物沥滤后污泥安全性评估以及生物沥滤反应器的运行。 投加混合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;采用2%接种量,沥滤时间控制在5～6天时,Cu、Pb和Zn沥出率与高接种量很相似,沥出率分别为96.5%、41.4%和82.9%。硫浓度越高,污泥样品pH值下降越快,3g/L、4g/L和5g/L的硫浓度下,Cu、Pb和Zn的沥滤效率相差不大。综合考虑经济成本和重金属沥滤效果等多项因素,选择2%接种量和3g/L硫为最佳工艺参数。 采用连续形态测定可描述生物沥滤中重金属不同形态之间的转化,通过生物沥滤前后重金属形态变化可分析其沥滤机制。Cu从污泥中的沥出主要是通过直接机制由硫化物转变为交换态,Pb的沥出主要是由直接机制和间接机制的共同作用将碳酸盐结合态和硫化物结合态转变为交换态,而大部分Zn通过间接机制由有机结合态和碳酸盐结合态沥出。 运用透射电镜和能谱仪联合技术分析Cu、Pb和Zn在污泥细胞中的微分布得知,污泥细胞中含有较多Cu、Pb和Zn,但在胞内不同部位的分布并不均匀;细胞对于Zn的积累能力小于Cu和Pb,胞内Zn含量明显低于Cu和Pb。吸附或结合在细胞外和积累在胞内的重金属必然经由EPS溶出,不同金属在EPS中的含量变化情况存在明显差异,Cu、Pb和Zn在整个周期分布于EPS中的最高含量分别占其污泥中总量的14.7%、20.3%和24.2%。 污泥经生物沥滤后,原有异养菌大量死亡,从最初2.5×10~9个/mL到1.2x10~7个/mL。污泥沥滤液中VFA、多糖呈现较大幅度增加,而蛋白质和EPS增加幅度较小。SEM和
论文目录:
第一章 引言
1．1 我国污泥处置概况
1．1．1 污泥最终处置技术
1．1．2 污泥土地利用
1．2 污泥重金属无害化技术
1．2．1 重金属固定技术
1．2．2 重金属去除技术
1．3 生物沥滤研究现状
1．3．1 生物沥滤微生物
1．3．2 生物沥滤机理
1．3．3 生物沥滤影响因素
1．3．4 污泥中重金属生物沥滤的研究与应用
1．4 研究的选题思路
1．5 研究的创新点
参考文献
第二章 污泥生物沥滤的最佳条件筛选
2．1 材料与方法
2．1．1 污泥样品
2．1．2 混合硫细菌接种液的富集培养
2．1．3 生物沥滤序批试验
2．1．4 分析测试
2．2 结果与讨论
2．2．1 不同接种量下pH值、SO_4~(2-)的变化
2．2．2 不同接种量下重金属的沥滤
2．2．3 不同硫浓度下pH和SO_4~(2-)变化
2．2．4 不同硫浓度下重金属的沥滤
2．2．5 不同硫浓度下重金属去除与pH和ORP关系
2．3 小结
参考文献
第三章 生物沥滤化学与生物机制
3．1 材料与方法
3．1．1 污泥样品
3．1．2 生物沥滤序批试验
3．1．3 重金属形态分析
3．1．4 EPS的分离提取
3．1．5 嗜酸和弱嗜酸硫细菌的培养
3．1．6 异养菌计数
3．1．7 分析测试
3．2 结果与讨论
3．2．1 生物沥滤过程中重金属形态变化
3．2．2 重金属形态变化与pH，ORP关系
3．2．3 污泥细胞内重金属分布的能谱分析
3．2．4 EPS中重金属分布
3．2．5 EPS、蛋白质、多糖和VFA的变化
3．2．6 异养微生物数量变化
3．2．7 SEM和TEM微生物形态观测
3．3 小结
参考文献
第四章 生物沥滤的影响因素探讨
4．1 材料与方法
4．1．1 污泥样品
4．1．2 生物沥滤序批试验
4．1．3 厌氧水解酸化预处理
4．1．4 分析测试
4．2 结果与讨论
4．2．1 初始pH值影响
4．2．2 小分子有机物的影响
4．2．3 厌氧水解预酸化的影响
4．2．4 污泥固体浓度的影响
4．2．5 污泥类型的影响
4．3 小结
参考文献
第五章 生物沥滤污泥土地利用的安全性
5．1 材料与方法
5．1．1 污泥样品
5．1．2 生物沥滤序批试验
5．1．3 分析测试
5．2 结果与讨论
5．2．1 重金属影响预测
5．2．2 氮磷钾变化
5．2．3 SO_4~(2-)影响预测
5．3 小结
参考文献
第六章 生物沥滤反应器的运行工况研究
6．1 材料与方法
6．1．1 试验装置
6．1．2 硫填料的制备
6．1．3 反应器运行条件和设备
6．1．4 分析测试
6．2 结果与讨论
6．2．1 CSTR-1与CSTR-2运行工况比较
6．2．2 CSTR-1连续运行工况
6．2．3 AR运行工况
6．3 小结
参考文献
第七章 结论与展望
7．1 结论
7．2 展望
攻读博士期间取得的学术成果
致谢
发布时间: 2005-07-21
参考文献
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- [2].城市污水污泥中重金属的生物沥滤技术试验研究[D]. 黄明.重庆大学2009
- [3].污泥重金属生物沥滤和电动去除的技术研究[D]. 彭桂群.浙江大学2011
- [4].污泥生物净化与土壤化利用技术研究[D]. 王布匀.华中科技大学2013
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