污泥洁净化与再生利用新技术-微生物淋滤技术

污泥洁净化与再生利用新技术—微生物淋滤技术

摘要：污水污泥是指污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物，它虽然含有大量的有机质及氮、磷等植物养分，但也富集了污水中50%至80%的重金属。

关键字：污泥洁净化再生利用微生物淋滤污水污泥是指污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物，它虽然含有大量的有机质及氮、磷等植物养分，但也富集了污水中50%至80%的重金属。据报道，我国多数城市污泥中重金属含量可达数百至数千mg/kg[1]。目前，污泥的处置方式主要有填埋、焚烧、投海和土地利用等。基于处置费用和废物资源化角度考虑，污泥农业利用被认为是最具吸引力的、可持续的污泥处置方法[2]。然而，污泥中较多重金属始终是污泥安全农用的限制因子[3]。因此，降低或去除污泥中的重金属显得非常重要和迫切。利用无机酸或有机络合剂如H2SO4、HNO3、HCl、EDTA等处理污泥以溶解和浸提重金属的化学浸提法，虽能在短时间内大幅度去除重金属，但耗酸量大、处理费用高、操作不便，使其难以付诸于工程实际。而起源于微生物湿法冶金的生物淋滤法（Bioleaching）因耗酸极少、运行成本低、重金属去除效率高、实用性强等具有许多化学浸提法不可替代的优点而越来越受到关注.污水污泥是指污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物，它虽然含有大量的有机质及氮、磷等植物养分，但也富集了污水中50%至80%的重金属。据报道，我国多数城市污泥中重金属含量可达数百至数千mg/kg[1]。目前，污泥的处置方式主要有填埋、焚烧、投海和土地利用等。基于处置费用和废物资源化角度考虑，污泥农业利用被认为是最具吸引力的、可持续的污泥处置方法[2]。然而，污泥中较多重金属始终是污泥安全农用的限制因子[3]。因此，降低或去除污泥中的重金属显得非常重要和迫切。利用无机酸或有机络合剂如H2SO4、HNO3、HCl、EDTA等处理污泥以溶解和浸提重金属的化学浸提法，虽能在短时间内大幅度去除重金属，但耗酸量大、处理费用高、操作不便，使其难以付诸于工程实际。而起源于微生物湿法冶金的生物淋滤法（Bioleaching）因耗酸极少、运行成本低、重金属去除效率高、实用性强等具有许多化学浸提法不可替代的优点而越来越受到关注[4]。生物淋滤法是指利用自然界中一些微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用，产生氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶性成分（如重金属、硫及其它金属）分离浸提出来的一种技术。它应用于难浸提矿石或贫矿中金属的溶出与回收又称微生物湿法冶金（biohydrometallurgy）。20纪50年代美国就开始利用生物淋滤法浸出铜矿、60年代加拿大浸出铀矿，以及80年代对难处理的金矿细菌氧化预处理的工业应用相继成功[5]。目前全世界，通过该法开采的铜、铀、金分别占总量15～30%、10-15%、20%[6]。它的研究和应用正扩展到环境污染治理等领域，例如，污水污泥或者其焚烧灰分中重金属去除[478]；重金属污染土壤、河流底泥的生物修复[8]；工业废弃物如粉煤灰中重金属脱毒与钛、铝、钴等贵重金属的回收[6]；煤和石油中硫的脱除[1011]等。

1生物淋滤法采用的主要细菌及其生物学特性与仔寿早戏在滨1统6慨7孕0堡年椅，陕在艘西椒班叼牙弃的圾R爽i抓o荡苦T披i骨n练t婆o汪矿察山顿，违人除们段就止已湖知暴道燥从镰矿咸山北浸木出酬水省中饲沉酸淀牧回茎收丑铜商[团1穷2样]跪。蜜然伸而闲，卖直比到籍近院三闲百芹年趁以日后杏，中人灯们纠才炭知雀道膀在欣自雷然于界唐的界酸盗性陵矿忠水峡或缴污巨泥怨中略普胸遍赵存索在域一岂群抹嗜烫酸需性佳的取无业机袖化卖能弄自扑养床菌摸[拔5丘]吹。携目蜻前尤，砌可躬用泥来鸭进露行飘生刮物键淋呼滤酱的永细盯菌层有奉硫手杆奏菌捆属醋（棉T迟h慈i面o身b像a板c陵i纹l塌l碎u狐s河）傍、龄铁剪氧滔化偶钩核端腰螺特旋悬菌剧（芹L宫e膀p杆t窃o盖s辱p晚i灯r蚂i涨l陶l掌u揪m败f雨e躁r矩r氧o悟o仆x永i滨d禽a事n棉s升）慎、渐硫候化六杆氧菌柳属用（谁S善u贼l筹f蛮o忘b额a意c赞i灾l芦l延u浪s葵）黑、砌酸巡菌熊属抛（自A越c意i佳d济i台a委n天u结s蚊）价、搁嗜毁酸渣菌荐属孩（兆A锁c买i驼d羡i番p锋h万i条l固i相u迁m劝）厚以妻及棒其然它段与牢硫语杆坟菌籍联泽合禾生伯长奶的悲兼常性澡嗜顽酸逗异借养稀菌裕。坐其稍中穗，堤应笼用枯最纸广圣泛刮的撤是级氧脑化页亚些铁妙硫光杆或菌映（巷T佣h享i珍o借b军a欢c扁i况l动l扣u竞s忍f窄e逼r异r筋o酒o舞x后i燕d清a锁n透s经）友，应其砌次烫是节氧禽化半硫运硫意杆库菌紧（气T由h厘i摘o端b接a阴c幼i猛l赔l衡u哪s甩t紫h肃i朽o足o既x季i猪d蓬a驼n疯s叶）汉成和杜铁胃氧辰化肆钩拼端灶螺团旋锤菌穗（丽L朝e杂p笼t事o是s袍p月i霉r永i贪l蚊l躲u祝m以f暴e浸r衣r孟o品o不x押i县d叼a涛n犬s剥）棍,敬它随们生的雷主桶要描生遵物宇学戏特巡征昼见竹表卧1要[慨1拘2字～雁1但5吊]开。嫁表齐1醋生幸物兼淋女滤玉法础采锡用滩的纵主茧要纪细救菌迫及势其挣生芽物巷学股特仆性底物氧化亚铁硫杆菌氧化硫硫杆菌铁氧化钩端螺旋菌细菌形状与大小杆状（0.5×1.0µ）杆状（0.5×1.0µ）螺旋状运动性＋＋＋鞭毛单一极鞭毛极鞭毛鞭毛革兰氏染色－－ND最适温度（℃）30～3528～3025～35最适pH2～31.5～2.01.5～2.0专性好氧（G+C）mol%是55～57是50～53是50～57碳源：是否以CO2的作为唯一碳源是是是氮源：NH4+－NNO3-－N*＋±＋－NDND能量：元素硫亚铁硫代硫酸钠＋＋＋＋－＋－＋－告祖注欺差*精罩表圣示怨能耻固股定谨空遗气帐中翼的才氮嫩气汽[哗1枕6宣]只气N比D和表玻示继没吹有河数糠据弄斧次氧怖化餐亚扎铁贼硫寄杆愿菌纪是恐中病温主、喉好紧氧洪、流嗜孝酸洲、表专欧性吐无泽机假化慈能誓自贴养弓菌墨，扁其荒生贪物陕膜沃（进B棵i贱o殊m摘e清m和b宋r贵a翁n疫e岛）年由石外浸膜尸、吉肽附聚刻糖耕、揭周牧质行区袜和巾内鼠膜越构镜成斤[郊1温7册～境1针9照]雨店周运质闹区能存独在披铁情氧诵化歪酶谊（上I酸r陪o缘n俩肉O陶x亮i乒d盯a仁s榴e挣）钟，垂从钩外豪界餐培迅养欺液式跨解膜预运请输观到栏周耐质韵区辞的命F绩e脑2技+场离甚子桃在炭铁榜氧圆化肯酶亦催扯化泼下西失小去虑一谅个感电盐子享，累这脉个次电陶子喷经药过律铜优蛋趁白兰、追细魂胞馅色栽素例C今（蚀C孕y贤t漫o锯.站c咬）凭、甚色蔽素斩氧决化禽酶额（骆C遵y液t透o蔬.百a桑1彩）坚最喉终阁传牧递垒给丘分欲子爹氧朽，颈并纺伴善随盏H杜+湿和抹能个量害的竞吸摊收放，见这兵一犬能迷量拌使军细芳胞蚁内墓A择D掏P暗（电二轰磷江酸利腺解苷改）耳和杜P登i槽（贼无戒机到磷社）窑结孙合把成冒A库T傍P除（锈三速磷赢酸敬腺伶苷蓄）走使踩细畏菌旦得图以亲生刘长榆繁鞠殖匹[宪1哪9滴]威。注氧寿化舰亚足铁锄硫硬杆污菌泄中汗的题铁滴大梦部巡分火以撕高英铁攻状践态迫与步脂索多资糖订结换合摸[己2死0响]延。忆纸贴另犯外表，蔬在骡酸样性减矿痰水搁或括污暗泥叛中刃广径泛河存脉在禾的粉氧狼化救硫虏硫仅杆足菌失也胡是早中半温芦、踩好全氧燥、反嗜雀酸验、碍专酬性耀无龟机隶化病能惑自救养音菌豆，叹但菜它衡只唉能报通粉过玩氧某化舅元弹素糟硫虎、篇硫驴代坊硫钓酸声钠疮等础还评原理性稼硫折而壤获擦得狸能乔量卷[用8庭]南。恶旬钞M挖a号r称k紫o无s蛮y择a浓n源等唱首旷次释报氏道雾在属同故样涝的巷酸考性清矿用水有中保还刺存结在畅另腿一浮种猪依处靠遣亚脖铁建的筋生肤物稻氧条化抱以究获仿得筋能狡量搅的脾无泰机击化斤能双自氧养肠菌安－谋铁纱氧殊化忌钩港端仍螺催旋台菌青（糠L光e氏p陶t测o剩s傻p斥i馒r南i鸽l遍l级u线m板f剂e膛r室r严o难o屑x锤i践d董a援n波s津）纱[缝1规5宝]籍。行H贷e烈l肉l缠e盖和贩O晴n剪k笼e骡n泊发勿现箭在似硫疏杆滩菌抚溶屿液柏中简添闲加筐铁桐氧初化踪钩怖端满螺罢旋胸菌短(照L想.握f黑e季r冻r连o钻o孕x霸i发d墨a炭n耍s丛)盗可灯显纲著尘提滴高第生农物床淋裁滤燕的碰速督率狗[哀2摆1败]静。辅R妇a泻w侵l棕i吊n昨g辫等遍认僚为枣在章大悄规针模理的故连据续冒搅谷拌位池蚀式若反川应灿器购(结C橡S强T役R电)染中栋,盗搂铁找氧伪化磁钩棒端抚螺茫旋捉菌浸(岔L彩.界f旅e英r蜻r银o达o哑x勾i纹d饥a掉n聚s凯)其数闷量壤超鸭过仓氧瓶化出亚海铁奥硫径杆燥菌冲（饰T唇.价f类e莲r帜r阵o园o版x秘i烧d怒a孩n廉s摧）访的守主言要对原琴因昏是盈它狮可翠适竟应切更歉高搏的饺氧鸟化仔还灾原傻电映位钳、仓温祥度旱以速及赤对拼亚阿铁裳具割有花更毫高留的擦亲促合航力寄。摧E陵h蜂超涝过三6疼9阔0趁m杀V荷时旁，垦该评菌胡对跳亚沈铁灯的蜂生泥物街氧蜜化忙活殖性竞就仆高勇于屿氧煮化待亚好铁哀硫俩杆玉菌变，祝因企而冲在宽生贱物柱淋钟滤问中联的小应付用奋越虾来赢越魔受医到渣重皇视爆[著2团2柏]裕。莫个顾这伯些统嗜课酸碎菌项的瓣另鼠一谜个革特遮性烦是年能应耐本受可高寨浓棍度树的序重炎金堡属劫离障子奴的坐毒鬼性追，短如题Z静n段商1虏2宁0脆g软/触L距、包N都i售疑7摩2暑g刑/决L棚、利C寺o体贪3开0抹g岩/爽L愈、誓C绕u都恨5载5钻g培/定L脸以趋及茅1击6幸0论g奸/合L哗的紧亚塔铁奖，圣但奥对弱有窗机化物厉有宜一唐定拉的扭敏须感控性爷[暴2室3白]跳。胆颗防2栏绝生丘物奸淋猴滤柔法况去橡除蜡污离泥灾中表重加金粗属催的口机摘理间、寄方纹法陈与映效送果剖连壤2拔.婶1席纳生瘦物辅淋京滤志重膝金码属挑的闹机书理倚筹补厌倾氧秘消凡化固污脱泥纵是现国详内己外男污展泥傲消饿化若的激主匹要姜形后式痒，饺厌蛛氧宏消其化芒污兆泥检中雀重铸金牌属己7制0村%为以全难吸溶棚性坦的康硫命化构物春（贸C贱r港主订要嘱以项C升r诵(佛O挣H爪)骗3漏形研式越）刻形苦式乎存永在烦[惯2腐4泉]叶，脖在揉氧右化秆亚洁铁启硫燕杆扶菌株等胡细住菌丑的猜作相用住下链，肯金盈属惕硫亭化拼物镇变善成步可迹溶现性秧的野金原属嗽硫遥酸期盐客，络通贸过坑固园液昏分穴离弓可僵达怎到鹅去提除雀污弟泥笼中凳重遗金虚属起的剖目蛇的从。真用钥一对般胸认须为陵氧移化对亚鹅铁糊硫狗杆钩菌府的三溶式出绘污否泥洗中焦重幅金怀属运有贡两啊种弊作铜用那机追理魄[裂2淋5板淹2按6艰]绢：帜吧灯（歼1奏）幼直镜接困机义理日：棉细抢菌汁通皇过尿其踏分疑泌分的边胞勿外缴多洁聚读物膊直孔接懒吸淹附鄙在滩污享泥家中标金掏属乎硫据化刘物侄（集M技S旁）腔表耕面啄，发通脸过钥细宏胞弄内亲特硬有筐的辨氧期化慧酶我系乌统艰直绑接认氧益化续金蛛属税硫偏化屿物狠，啦生店成略可艇溶混性淋的厅硫遥酸攀盐还。惩酿甲（驶2役）芹间铺接剩机险理搬：化主误要放是屡利紧用燃氧乳化衣亚锡铁预硫篇杆韵菌院的拜代赵谢妄产虽物北—甜硫种酸惊高竿铁仿，撤与拦金盾属煤硫券化栗物繁起穴氧飞化爆—旧还迈原贱作喝用订。助硫重酸浙高艘铁圣被器还犬原曲成居硫膨酸温亚摆铁贡并墙生阔成诵元遮素充硫切，好金滔属窝以畏硫冈酸吓盐躁形酒式臂溶片解镜出背来系，水而检亚蹈铁突又化被掀细桑菌导氧吗化芽成奋高侄铁玻，廊元鞠素弹硫亿被水细火菌铃氧骑化慌生惊成克硫午酸萍，烧构敞成创一冲个例氧超化虎—肠还配原妈的课循慌环桥系瞧统裂。暑通手过酒生丙物急淋脱滤暑，裂污释泥会p性H渠下惩降误到般2塑.浮0所左途右恳，殃这燥又江大蜂大房促舅进血了炼污揉泥莫中冲重荐金景属始的纱溶厚解烘，筹其诚反坦应抽如但下伤：遥步瓦匙2拥F意e跟2折+拔+后1导/剃2或O门2自+怕2摊H扛+的→祸2茶F茂e忽3盾+落+肝H细2好O却（摩T伯.酬锯f平e恋r注r久o蔑o岗x龟i慎d寨a粮n故s笋、退L品.群模f飞e沿r礼r姓o订o主x养i烟d仅a俱n逝s舟等辜亚休铁扯氧候化稀菌旦）播洋抵乞M烘S令+谅2虏F康e俯3园+致→丑M在2新+因+钩2泰F书e奶2堤+扶+哑S笼0辉（赴化疏学统氧杂化支）肌迁止组2弹S染0殊+应3意O臂2核+夏2罢H申2晶O蹄→部2墓H申2泰S玉O扩4摧（站T菊.住漆f备e棵r赏r惯o痰o奥x宏i岔d瓣a玻n羞s安、干T猜.够宿t汇h由i骑o过o恼x某i倦d宝a删n筑s桂等孤硫城氧岂化省菌卡)待煌续2鸡.苍2接兴生奸物研淋工滤茂法磁去自除袜污脂泥农中政重甘金碎属晕的认程慌序健与亲去酸除绿效而率思溜县为近获么得贩较并高葡的堪重女金僻属桃去辟除僚效唱果耀与丝缩页短槽滞壳留隐时随间泳，斧在翅实因际有应蹈用虚或桌连锅续拔运差行锁的倡工歉艺坑设汤计愁中拔，驶开痒始饭时虫常太采盯用叶以般下蛛五华个摧步诵骤朽[葛2阶7冬惰2面8茫]慈：堆（笑1狠）片污伙泥翼（馋含霞固院率勉2优～匹1堆0旦%干）踩预塘酸困化疏至币p父H傲4恩.址0症左燕右纳；叔（辉2旬）挤添径加抓能捞量剂物终，萌如压F变e盟S闷O场4赴·炕7的H既2疮O型（朴3臂～免2判0属g谊/耍L甲污氏泥欢）危、怠元酬素司硫辽（颤0摔.济5莲～观1亭0权g撞/朽L浊污菜泥铜）独；塑（涉3房）剩回总流多污咸泥谨以会添咐加模接遇种插物蔽（绝回疾流作率算在班1耀0准～述2计0晴%咐，公v租/配v粮）项，旅搅绪拌鸦并豆在颤好乘气窝条织件哪下组培让养渗数茎天懂至取数漏周吩；权（悠4裙）匪脱壮毒荒污衣泥淡压腾滤身脱体水助；广（贼5匪）浩脱皇水抬污呀泥章经王石斤灰辛中咱和痛后兰施飞入冰土受地苏。抽一六般恩来以说抢，乒在垦连赛续颠运口行纤的秀反气应触池拘中伯C样u甚、闷Z西n耗、沉N爸i突、纵C顷d跨、备C胞o吗、柿M贪n寸的鲜去传除框率盾达晒8订0肆%棉以打上倾，脆但疗P苹b忽、乒C盟r板的吧去界除绘率肿较任低趴（衰见让表害2条）川。茄在小实夏际衰工咬程速中艰，欠气收浮桌式惰反箩应属池迹必鸽须堪要女有烛曝慰气倦装愁置彩，饼以盖提令供碗好础氧鸣条巡件落。主近玻期激我梯们际利暂用乳从粉污膜泥改中广直化接晓分魂离翼得埋到始的膨特音异掉微学生进物句菌利株悬组准合喇进器行弃了治城愈市挺污白泥景和某制善革侮污条泥俩生吨物挪淋终滤蒜试扑验路获辱得岩极纸大移成依功冷（骂见赌表译3挨）屋，返突骂出劈表蛙现见在港重旦金逼属物（遥包狼括箭C仿r野）增去蛇除栏率拉高糖达镰9蛋5帖%竟以能上帮，渣污锅泥呢养奸分估损茄失船较颈小敌。染污按泥懒沉踢降捎性驾能陕得笑到参极称大返改跌善吐，施可族以思不盖加列絮井凝构剂价即喂可貌实醉现逮污铁泥佣的叙脱单水践。世表悼2知远污器泥亮生鹿物羞淋酒滤敲中秒重等金要属环的粒去剩除针效狗率底物污泥起始pH滞留时间(天)反应器种类回流率或接种量(V/V)去除率(%)参考文献CuZnCrPbNiFeSO4·7H2O4.010序批式5%39～9466～980～320～3137～98[26]硫粉7.05序批式5%69～9288～9719～4110～5477～88[8]硫粉7.016内圈式15%61～9983～9634～4617～4457～84[7]FeSO4·7H2O4.00.75CSTR20%9294NDND67[27]口稳每注取：职C彻S国T芽R连表铁示还连花续逃搅坡拌晶池鸽式亿反浑应哈器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