生物淋濾與生物沉淀耦合去除污染土壤中重金屬的工藝及機理.pdf

1、基于硫桿菌催化氧化及生物產(chǎn)酸原理的生物淋濾(bioleaching,也稱作生物瀝浸)是一種極具應(yīng)用前景的重金屬污染土壤凈化新技術(shù)。重金屬去除率高、反應(yīng)溫和、成本低廉是該方法的突出優(yōu)點,但處理耗時較長、酸性重金屬廢液產(chǎn)生量大等極大限制了其實際應(yīng)用。
　　 本文采用序批搖瓶法分別研究了初始pH、污泥濾液替代傳統(tǒng)培養(yǎng)基及淋濾方式(一步法和兩步法)等對土壤重金屬生物淋濾去除的影響,并對重金屬去除中硫桿菌及其胞外代謝物的功效作初步探討;在

2、此基礎(chǔ)上,運用1.0L攪拌罐式反應(yīng)器(STR)研究了硫酸鹽生物還原產(chǎn)生的富硫化物出水與淋濾液混合以及吹脫硫化物等方式對土壤淋濾酸液中重金屬沉淀去除或分離回收的效果,旨在為土壤生物淋濾-生物沉淀技術(shù)的實際應(yīng)用提供技術(shù)支持。結(jié)果表明:初始pH5.0對土壤重金屬淋濾去除最有利,14d,土壤pH降至2.5,Zn、Cu和Cd的去除率分別為98％、73％、84％;污泥濾液替代培養(yǎng)基的生物淋濾研究發(fā)現(xiàn):在污泥濾液和培養(yǎng)基體積比為30:70的條件下,硫

3、桿菌生長、土壤酸化及SO42-的產(chǎn)生均不受影響;與一步淋濾相比,兩步淋濾(硫桿菌產(chǎn)酸活性最大時添加土壤)中土壤重金屬淋濾進程可縮短12d,Zn、Cu和Cd的最終去除率分別達81％、82％和98％;此外,通過對硫酸化學(xué)淋濾和硫桿菌產(chǎn)硫酸的生物淋濾對土壤重金屬去除的比較發(fā)現(xiàn):硫桿菌產(chǎn)生的胞外代謝物組分的蛋白質(zhì)和多糖中的O-H、肽鍵、C-O-C等基團能絡(luò)合重金屬,一定程度上抑制了重金屬去除,而菌體則可促進重金屬溶出,且菌體的促進貢獻較大,從而

4、使生物淋濾對重金屬去除率較化學(xué)淋濾高;硫酸鹽還原產(chǎn)生的硫化物去除土壤淋濾酸液重金屬的研究表明,當硫化物過量(硫化物與重金屬摩爾比為3)時,Cu、Zn、Cd和Fe的去除率分別為100％、88％、95％和100％;以N2吹脫富含硫化物出水的研究顯示,通過對出水pH的調(diào)控,能有效分離回收土壤淋濾酸液中Cu、Cd和Zn,具體表現(xiàn)為,在pH2.0下可回收99％的Cu,且隨硫化物出水pH降低,Cu回收效率增加;pH3.0下,可有效分離回收95％的C