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汙泥中重金屬 如何除去?

汙泥中的重金屬去除方法包括化學法、生物淋濾法、植被修復法、固化法、穩定化法。化學法去除汙泥中重金屬的效果良好,但酸化汙泥及中和浸出液中的酸,都要消耗大量的化學試劑,不僅費用較高,而且操作起來較麻煩;目前植物修復僅限於小規模的種植,若大規模地應用,不僅需時太長,經濟上也不合算;而且植被修復法對重金屬具有壹定的選擇性,難以全面清除所有的汙染物,處置富集了重金屬的植物也是壹個問題;固化技術壹般應用於危害性較大的危險廢棄物,需耗用大量的固定化材料,對於大量汙泥來說,壹是固定化材料消耗太大,二是固定化的廢物最終處置也是壹個問題;穩定化技術是壹個新的研究開發領域,近年來國際上提出采用高效的化學穩定化學藥劑技術,但穩定化技術也存在消耗大量的穩定化藥劑、增加汙泥量、降低汙泥肥效的缺陷。生物淋濾法因耗酸極少、運行成本低、重金屬去除效率高、實用性強等優點而越來越受到關註。

生物淋濾法的機理

生物淋濾技術是利用氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)與氧化硫硫桿菌(Acidithiobacillus thiooxidans)等嗜酸性硫桿菌的生物氧化作用,將汙泥中難溶性重金屬從固相中溶出進入水相,再通過固液分離法加以去除。壹般認為氧化亞鐵硫桿菌的溶出汙泥中重金屬有兩種作用機理。

第壹,直接機理:細菌通過其分泌的胞外多聚物(EPS)直接吸附在汙泥中金屬硫化物(MS)表面,通過細胞內特有的氧化酶系統直接氧化金屬硫化物,生成可溶性的硫酸鹽。

第二,間接機理:主要是利用氧化亞鐵硫桿菌的代謝產物——硫酸高鐵與金屬硫化物起氧化—還原反應,硫酸高鐵被還原成硫酸亞鐵並生成元素硫,金屬以硫酸鹽形式溶解出來,而亞鐵又被細菌氧化成高鐵,元素硫被細菌氧化生成硫酸,構成壹個氧化—還原的循環系統。通過生物淋濾,汙泥pH下降到2.0左右,這又大大促進了汙泥中重金屬的溶解,其反應方程如下:

2Fe2++1/2O2+2H+→2Fe3++H2O(T.ferrooxidans,L.ferroox idans等亞鐵氧化菌)

MS+2Fe3+→M2++2Fe2++S(化學氧化)

2S+3O2+2H2O→2H2SO4(T.ferrooxidans.T.thiooxidans等硫氧化菌)

生物淋濾法的步驟

為獲得較高的重金屬去除效果與縮短滯留時間,在實際應用或連續運行的工藝設計中,常采用以下5個步驟:

第壹,汙泥(含固相率2%~10%)預酸化至pH4.0左右(近來有報道無須預酸也可獲成功);

第二,添加能量物,如FeSO47H2O(5g/L~20g/L汙泥)、元素硫(5g/L~10g/L汙泥);

第三,回流汙泥以添加接種物(回流率在10%~20%)攪拌,並在好氣條件下培養數天至數周;

第四,脫毒汙泥壓濾脫水;第五,脫水汙泥經石灰中和後農用。

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