城市污水污泥生物瀝濾過(guò)程的數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、城市污水污泥中含有大量的N、P、K、有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),具有改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥效等作用。污泥在農(nóng)用之前應(yīng)對(duì)其中的重金屬進(jìn)行去除,以降低重金屬對(duì)環(huán)境的危害。生物瀝濾法是去除污泥中重金屬的一種行之有效的方法,在去除污泥中重金屬方面具有良好的前景。
　　目前已有較多關(guān)于生物浸礦過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型的研究,而關(guān)于生物瀝濾污泥過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型的研究卻鮮少見(jiàn)到。生物浸礦動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象為金屬礦物,將其直接應(yīng)用于成分復(fù)雜的污泥體系生物瀝濾過(guò)程的模擬

2、是難以匹配的。本文以桂林市七里店污水凈化廠濃縮池污泥為研究對(duì)象,開(kāi)展了污泥生物瀝濾過(guò)程重金屬濾出機(jī)制及瀝濾動(dòng)力學(xué)的研究。
　　在生物瀝濾過(guò)程中,主要發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、瀝濾細(xì)菌的生長(zhǎng)過(guò)程、傳質(zhì)過(guò)程以及傳熱過(guò)程。本文主要研究了前兩種過(guò)程,針對(duì)不同重金屬濾出的主要機(jī)制以及在各化學(xué)形態(tài)之間的遷移情況進(jìn)行探討,結(jié)果表明:Zn在生物瀝濾過(guò)程中最高去除率為80.59％,濾出的主要機(jī)理為Fe3+氧化作用,其次為酸溶作用,好氧消化作用不釋放

3、Zn。Pb濾出的主要機(jī)理為酸溶作用,其次為生物氧化作用,最高去除率為52.09%,氧化亞鐵硫桿菌能快速提高Pb的去除率,曝氣不利于Pb的釋出。Ni的濾出機(jī)理是由Fe3+氧化作用和酸溶作用共同控制,最高去除率為72.68%,氧化亞鐵硫桿菌能快速提高 Ni的去除率,曝氣有利于Ni釋出。Cr濾出的主要機(jī)理為酸溶作用,最高去除率為67.15%,氧化亞鐵硫桿菌能快速提高Cr的去除率,曝氣有利于Cr釋出。Cu濾出機(jī)理是由Fe3+氧化作用,最高去除率

4、為68.01%,氧化亞鐵硫桿菌能持續(xù)提高Cu的去除率,曝氣有利于Cu釋出。Cd濾出機(jī)理是Fe3+氧化作用,最高去除率為73.86%,曝氣不利于Cd釋出。
　　對(duì)氧化亞鐵硫桿菌菌株ATF-1的生長(zhǎng)情況進(jìn)行研究,結(jié)果顯示:在300C的培養(yǎng)條件下,ATF-1菌的比生長(zhǎng)速率為0.154h-1,倍增時(shí)間為8.17h,世代時(shí)間G為5.81h,增代數(shù)n為5.88h。結(jié)合對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期試驗(yàn)參數(shù),推導(dǎo)出的生長(zhǎng)速率方程,使用Matlab編制運(yùn)算程序,得到