生物沥浸对自然干化污泥重金属去除效果研究

第３６卷第２期２０１６年２月环境科学学报ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅＶｏｌ．３６，Ｎｏ．２Ｆｅｂ．，２０１６基金项目：山西省回国留学人员科研资助项目（Ｎｏ．２０１３⁃重点７）；山西省攻关项目（Ｎｏ．２０１３０３１３００７⁃３）ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＳｈａｎｘｉＳｃｈｏｌａｒｓｈｉｐＣｏｕｎｃｉｌｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１３⁃ＫｅｙＰｒｏｊｅｃｔ７）ａｎｄｔｈｅＫｅｙＰｒｏｊｅｃｔｉｎＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ（Ｎｏ．２０１３０３１３００７⁃３）作者简介：李桃（１９９１—），女，Ｅ⁃ｍａｉｌ５１９６０１４２５＠ｑｑ．ｃｏｍ；∗通讯作者（责任作者），Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｆｗｌｆｗ２００８＠１６３．ｃｏｍ；ｙｕｓｈａｎ＿ｂｕ＠１２６．ｃｏｍＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＬＩＴａｏ（１９９１—），ｆｅｍａｌｅ，Ｅ⁃ｍａｉｌ５１９６０１４２５＠ｑｑ．ｃｏｍ；∗Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｆｗｌｆｗ２００８＠１６３．ｃｏｍ；ｙｕｓｈａｎ＿ｂｕ＠１２６．ｃｏｍＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１５．０５３２李桃，周俊，李伟，等．２０１６．生物沥浸对自然干化污泥重金属去除效果研究［Ｊ］．环境科学学报，３６（２）：５６９⁃５７５ＬｉＴ，ＺｈｏｕＪ，ＬｉＷ，ｅｔａｌ．２０１６．Ｒｅｍｏｖａｌｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｆｒｏｍｎａｔｕｒａｌｄｒｉｅｄｓｌｕｄｇｅｂｙｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３６（２）：５６９⁃５７５生物沥浸对自然干化污泥重金属去除效果研究李桃１，周俊２，李伟３，张吴平１，李筱梅１，刘奋武１，∗，卜玉山１，∗１．山西农业大学资源环境学院，太谷０３０８０１２．南京工业大学生物与制药工程学院，南京２１１８１６３．山西省环境规划院，太原００３００６收稿日期：２０１５⁃０３⁃３１修回日期：２０１５⁃０６⁃０６录用日期：２０１５⁃０６⁃２５摘要：重金属的去除是污泥农用需要解决的关键问题之一．本研究采用摇瓶实验，将氧化硫硫杆菌为功能微生物的生物沥浸技术应用于干化污泥重金属的去除，对山西省不同污水处理厂１１个干化污泥样品进行了为期１５ｄ的生物沥浸处理．分析了生物沥浸体系ｐＨ及ＳＯ２－４的变化情况，并对生物沥浸前后污泥中Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ等重金属去除率及有机质、全氮、全磷、全钾等养分的损失率进行了分析．结果表明，干污泥直接进行生物沥浸过程较为缓慢，无机酸对体系的酸化能够快速启动干化污泥的生物沥浸过程．无机酸酸化后，体系Ｓ０的生物氧化率逐渐提高，酸化速率加快，且污泥重金属去除率随着ｐＨ的降低而提高，生物沥浸过程结束后，供试污泥样品Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ和Ｃｒ的去除率分别为２３．６９％～７７．６２％、８９．６７％～９７．８０％、３０．２４％～８４．３１％、１８．１８％～９７．０５％和２８．５５％～６７．１１％，而污泥有机质、全氮、全磷和全钾的含量损失率分别为３％、１％、４４％和８％，污泥剩余养分含量满足农用泥质标准（ＣＪ／Ｔ３０９－２００９）的限定值．Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ和Ｃｒ去除率与污泥有机质含量呈显著负相关关系（ｒ＝０．９３５、０．８９５、０．９３２、０．５１６、０．８４７，ｎ＝１１）．关键词：氧化硫硫杆菌；干化污泥；重金属；有机质文章编号：０２５３⁃２４６８（２０１６）０２⁃５６９⁃０７中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：ＡＲｅｍｏｖａｌｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｆｒｏｍｎａｔｕｒａｌｄｒｉｅｄｓｌｕｄｇｅｂｙｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄＬＩＴａｏ１，ＺＨＯＵＪｕｎ２，ＬＩＷｅｉ３，ＺＨＡＮＧＷｕｐｉｎｇ１，ＬＩＸｉａｏｍｅｉ１，ＬＩＵＦｅｎｗｕ１，∗，ＢＵＹｕｓｈａｎ１，∗１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｇｕ０３０８０１２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１８１６３．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｌａｎｎｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｔａｉｙｕａｎ００３００６Ｒｅｃｅｉｖｅｄ３１Ｍａｒｃｈ２０１５；ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ６Ｊｕｎｅ２０１５；ａｃｃｅｐｔｅｄ２５Ｊｕｎｅ２０１５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｍｏｖａｌｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｓａｋｅｙｉｓｓｕｅｆｏｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｌｕｄｇｅｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．Ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌ