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我国污泥产量不断增加,而污泥中重金属是阻碍污泥资源化利用的主要原因。生物淋滤去除重金属的方法既经济有效又具有开发潜力。针对污泥中重金属的污染现状,本文考察了氧化硫硫杆菌对重金属的生物淋滤效果,利用现代分析手段对生物淋滤机制进行探讨,并研究了生物淋滤对污泥沉降脱水性能的影响。考察了硫投加量、硫杆菌接种量、初始pH值和小分子有机物对生物淋滤的影响。结果表明5g/L为最佳硫投加量,此时Cu、Zn和Cr去除率分别是62.1%、91.9%和30.0%。接种量为5%时Cu、Zn和Cr去除率分别是60.5%、82.4%和32.0%,接种量>5%时重金属去除率相近,选择5%为最适接种量。污泥pH<7时,重金属去除效果理想。污泥pH=9时,淋滤受到抑制,但硫杆菌经适应后,仍能有效去除重金属。小分子有机物对生物淋滤有显著影响,按重金属所受影响程度大小依次为Cr>Cu>Zn,按去除效果好坏依次为乙醇>对照组>乙酸>甲酸。探究了生物淋滤后EPS中重金属积累情况和污泥中重金属的形态变化,并研究了生物淋滤机制。结果表明EPS会吸附淋滤液中重金属,使EPS中重金属含量先增大后稳定,EPS中重金属含量Zn>Cu>Cr。生物淋滤对重金属各形态都有较好溶出效果,并能改变重金属化学形态。EEM分析表明淋滤液中荧光物质变化大,原污泥中主要荧光物质为类色氨酸,处理过程中类富里酸荧光先增强后减弱,最终污泥中主要荧光组分为类腐殖酸。FTIR分析表明多糖和蛋白质等物质被异养菌利用。淋滤后出现与S-H伸缩振动和S042-不对称变角振动有关的吸收峰,推测在硫杆菌作用下生成含有S-H基团的化合物和硫酸盐。EDS和XRD分析表明污泥中主要含有C、O和无机物(Si02等)。淋滤后污泥物相组成基本不变,且SO42-与金属元素形成新矿物NaMg6Al3(SO4)2(OH)1812H20。实验发现淋滤后污泥沉降脱水性能改善。污泥pH下降至1.85时,污泥的沉降脱水性能最好。此时污泥24h沉降率从22.8%上升至40.6%;4400r/min时污泥的离心脱水率从68%上升到85%;污泥比阻从10.8×1 012m/kg下降到3.2×1012m/kg。污泥表面Zeta电位由-12.50mV上升到1.72mV,污泥颗粒间静电斥力减小,易于絮凝。SEM分析显示淋滤后污泥结构改善更为紧实。淋滤液中TP/TN浓度增加大于对照组,说明酸性环境使细胞破碎,细胞液释放,污泥密度增加。以上这些都是污泥沉降脱水性能改善的原因。而pH低于1.85时絮体的破坏和丝状菌的膨胀导致污泥沉降脱水性能变差。