嗜酸性细菌生物浸出污泥重金属同时改善脱水性能方法及机理研究

发布时间：2023-11-16 17:10

　　随着我国城市化和工业化的快速发展以及污水排放标准日趋严格，污泥产生量迅速上升。污泥安全处理处置已经成为影响城市发展的重要因素，特别是重金属污染控制和脱水性能改善一直是污泥处理处置的难点。传统的物理化学方法存在能耗大、成本高等缺陷。本研究选择了生物浸出（Bioleaching）方法，以天然环境样品（矿山酸性废水）为菌源富集制备了嗜酸性细菌混培物（MCAB）和驯化污泥，考察了制备的系列接种物用于污泥生物浸出去除重金属同时改善脱水性能的效果，以优选的接种物进一步建立了其优化生物浸出的工艺条件，同时还综合本研究和文献调研结果，推测了生物浸出改善污泥脱水性能的机理，为该技术的实际应用提供实验证据。获得以下结果： （1）以9K培养基和改进型Starkey培养基富集了MCAB，并进一步以富集的MCAB制备了相应的驯化污泥，将富集的MCAB和制备的驯化污泥作为接种物，开展污泥浸出实验。结果表明，富集的MCAB和制备的驯化污泥均能有效去除污泥重金属同时改善脱水性能，且外源与土著铁/硫氧化菌的协同作用能够显著提高生物浸出效果。改进型Starkey培养基富集的MCAB制备的驯化污泥浸出效果最优，经过12天，...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 污泥处置与资源化现状
        1.2.1 污泥处置现状
        1.2.2 污泥资源化现状
    1.3 城市污泥重金属污染控制技术研究进展
        1.3.1 物理稳定技术
        1.3.2 化学浸出技术
        1.3.3 电动修复技术
        1.3.4 植物修复技术
    1.4 城市污泥脱水性能改善技术研究进展
        1.4.1 物理调理法
        1.4.2 化学调理法
        1.4.3 生物调理法
    1.5 微生物浸出技术研究进展
        1.5.1 生物浸出技术发展现状
        1.5.2 生物浸出技术应用范围
        1.5.3 生物浸出技术的微生物资源
        1.5.4 生物浸出作用机理
        1.5.5 生物浸出的影响因素
    1.6 本课题选题思路
    1.7 本课题研究目标和研究内容
        1.7.1 研究目标
        1.7.2 研究内容
    1.8 技术路线
    1.9 本章小结
第二章 材料与方法
    2.1 实验药剂
    2.2 实验仪器设备
    2.3 污泥样品
    2.4 矿山酸性废水的采集与 MCAB 的制备
        2.4.1 矿山酸性废水的采集与保存
        2.4.2 培养基
        2.4.3 MCAB 的富集与制备
    2.5 实验设计
        2.5.1 不同接种物对污泥生物浸出效果影响实验
            2.5.1.1 接种物制备
            2.5.1.2 不同接种物对污泥生物浸出效果影响实验
        2.5.2 污泥生物浸出条件优化实验
            2.5.2.1 接种物比例对污泥生物浸出效果影响实验
            2.5.2.2 底物种类和投加量对污泥生物浸出效果影响实验
            2.5.2.3 初始 pH 值对污泥生物浸出效果影响实验
    2.6 测试和统计分析方法
    2.7 本章小结
第三章 不同接种物对污泥生物浸出效果的影响
    3.1 引言
    3.2 研究目的
    3.3 结果与分析
        3.3.1 生物浸出过程中 pH 值的变化
        3.3.2 污泥中 Cu、Zn、Cd 的生物浸出效果
        3.3.3 污泥脱水性能改善效果
    3.4 讨论
    3.5 本章小结
第四章 污泥生物浸出条件优化
    4.1 引言
    4.2 研究目的
    4.3 结果与分析
        4.3.1 接种物比例对生物浸出效果的影响
            4.3.1.1 不同接种物比例下污泥 pH 值变化
            4.3.1.2 不同接种物比例下污泥重金属去除率变化
            4.3.1.3 不同接种物比例下污泥离心脱水率变化
        4.3.2 底物种类以及投加量对生物浸出效果的影响
            4.3.2.1 未投加单质硫粉，仅以不同量的 Fe2+为底物时的浸出效果
            4.3.2.2 2g/L 的单质硫粉和不同量的 Fe2+为底物时的浸出效果
            4.3.2.3 4g/L 的单质硫粉和不同量的 Fe2+为底物时的浸出效果
            4.3.2.4 6g/L 的单质硫粉和不同量的 Fe2+为底物时的浸出效果
        4.3.3 初始 pH 值对生物浸出效果的影响
            4.3.3.1 不同初始 pH 值下污泥 pH 值变化
            4.3.3.2 不同初始 pH 值下污泥重金属去除率变化
            4.3.3.3 不同初始 pH 值下污泥离心脱水率变化
    4.4 讨论
    4.5 本章小结
第五章 生物浸出改善污泥脱水性能机理的探讨
    5.1 引言
    5.2 研究目的
    5.3 结果与分析
        5.3.1 污泥微观结构
        5.3.2 污泥元素组成
    5.4 讨论
        5.4.1 污泥脱水性能的影响因素
        5.4.2 污泥脱水性能改善的机理模型
    5.5 本章小结
结论、创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3864446