生物瀝濾去除污泥中重金屬的工藝優(yōu)化研究.pdf

1、污泥產(chǎn)量隨著我國污水處理廠的不斷普及也在日益增加。污泥土地利用具有低成本、易操作、資源化等特點(diǎn),是符合我國國情的最為現(xiàn)實(shí)可行的污泥處置方式。但污泥中累積的有毒有害重金屬元素成為限制其農(nóng)的用最大因素。生物瀝濾是一種經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)可行的,富有前景的去除污泥中重金屬的技術(shù)。文章首先調(diào)查廣西主要城市污泥理化性質(zhì)和重金屬風(fēng)險,然后以桂林城市污泥為研究對象,探討了生物瀝濾工藝的優(yōu)化與配套反應(yīng)器的應(yīng)用。
　　研究調(diào)查了廣西區(qū)內(nèi)主要城市污水處理廠

2、脫水污泥中的有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分含量和As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7種重金屬總量與形態(tài)分布,并對其土地利用的潛在風(fēng)險進(jìn)行了評價。廣西城市污泥的總養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)平均含量分別為87.11g·kg-1和34.63％,具有較高的農(nóng)用價值。Zn和Cd平均含量超過國家污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn),分別為1095.75mg·kg-1和16.22mg·kg-1,其余污泥平均值不超標(biāo)。污泥中7種重金屬的化學(xué)形態(tài)均以穩(wěn)定態(tài)為主,但As的可交換態(tài)比例相對偏高,而其他6種

3、重金屬的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)比例相對偏高而比較穩(wěn)定。風(fēng)險指數(shù)分析表明,Cd為廣西區(qū)內(nèi)城市污泥中重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險的主要貢獻(xiàn)者,在污泥處理處置時應(yīng)引起關(guān)注。
　　設(shè)計并制作了容積為80L的生物瀝濾反應(yīng)器,研究反應(yīng)器在較好的工藝條件下進(jìn)行瀝濾試驗(yàn)的效果。設(shè)計A、B兩組,底物分別投加單質(zhì)硫粉和硫酸亞鐵,都控制底物含量為5g/L,使氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌成為瀝濾過程中的優(yōu)勢菌種。曝氣強(qiáng)度為0.25m3/h的較好條件下運(yùn)行,分別連續(xù)進(jìn)行三

4、批次瀝濾。結(jié)果表明,在較好條件下運(yùn)行,兩組實(shí)驗(yàn)效果都良好,A組對7種重金屬As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的去除略好于B組,剩余有機(jī)質(zhì)和總養(yǎng)分含量與B組相當(dāng)。
　　采用L(3)43因素4水平的正交試驗(yàn),在250ml的錐形瓶中進(jìn)行城市污泥生物瀝濾的工藝參數(shù)優(yōu)化研究。考查污泥濃度、單質(zhì)硫投加量、接種量三個因素。發(fā)現(xiàn)最佳工藝條件應(yīng)控制為:污泥濃度24.91g·L-1,單質(zhì)硫投加量10g·L-1,接種量5%。分析重金屬在污泥胞外聚

5、合物兩種形態(tài)松散結(jié)合態(tài)(LB)和緊密結(jié)合態(tài)(TB)上的分布,結(jié)果表明:LB態(tài)EPS上賦存的As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7種重金屬的均高于TB態(tài)EPS。
　　以桂林城市污泥為處理對象,在容積為5L的生物瀝濾反應(yīng)器進(jìn)行試驗(yàn),研究不同底物投加方式和曝氣方式對生物瀝濾效果的影響。采用不同底物添加方式,只投加單質(zhì)硫粉和硫酸亞鐵,S:FeSO4投配比分別為9:1、4:1、1:1、1:4、1:9;不同曝氣策略,只曝空氣,強(qiáng)度控制為

6、0.1L/min-1、0.2L·min-1、0.4L·min-1、0.6L·min-1、0.8L·min-1、1.0L·min-1和同時曝空氣和二氧化碳,空氣曝氣強(qiáng)度控制為1.0L·min-1,二氧化碳曝氣強(qiáng)度分別控制為0.03L·min-1、0.06L·min-1、0.10L·min-1、0.15L·min-1、0.20L·min-1等不同條件下的生物瀝濾試驗(yàn)。研究結(jié)果表明:底物只投加單質(zhì)硫粉和空氣曝氣強(qiáng)度控制為1.0L·min-1,