內(nèi)聚營養(yǎng)源SRB污泥固定化連續(xù)處理含鋅廢水的研究.pdf

1、含鋅廢水來源廣泛，具有持久性、毒性大等危害，對環(huán)境及人類容易造成嚴(yán)重危害。該類廢水治理方法很多，生物法主要是通過生物有機(jī)體或其代謝產(chǎn)物與金屬離子之間作用而達(dá)到凈化的目的，具有低成本、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。硫酸鹽還原菌(SRB)在處理高硫酸鹽有機(jī)廢水、礦山酸性廢水、電鍍廢水等方面取得了較大進(jìn)展，具有“以廢治廢”、處理重金屬種類多、處理徹底、處理潛力大等特點(diǎn)。但也存在營養(yǎng)源不能被生物充分利用，導(dǎo)致出水COD偏高，重金屬離子對SRB毒害作用影響處理

2、效果等缺陷。
　　 本研究提出內(nèi)聚營養(yǎng)源SRB污泥固定化技術(shù)。將SRB所需碳源固定在小球內(nèi)部，并構(gòu)造出SRB生長良好的內(nèi)部環(huán)境，不僅克服了重金屬離子對SRB的毒害，而且通過碳源內(nèi)聚避免了有機(jī)物的污染，因此它在重金屬廢水低廉高效處理方面體現(xiàn)了較大的應(yīng)用潛力。本論文在熱力學(xué)理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用包埋法，以馴化15d后的活性污泥為包埋對象，系統(tǒng)地考察了進(jìn)水SO42-濃度、pH、固定化小球與廢水質(zhì)量比及水力滯留時間等因素對含鋅廢水處理效

3、果的影響，并測定了連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)對各種污染物處理效果以考察其穩(wěn)定性，同時對SO42-還原動力學(xué)、除鋅機(jī)理以及傳質(zhì)過程進(jìn)行了理論研究。
　　 (1)根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)平衡原理，繪制了Zn2＋-S2--H2O系溶解平衡pC-pH關(guān)系圖，Zn2＋-S2--H2O系熱力學(xué)平衡研究表明：Zn(OH)2固相在pH值在9.41時，最低溶解度10-5.61mol/L；ZnS固相在pH值為8.36時，最小溶解度為10-7.69mol/L；當(dāng)S2-＞Zn

4、2＋(mol/L)時，pH在0～14范圍內(nèi)只生成ZnS沉淀，不會產(chǎn)生Zn(OH)2物質(zhì)。
　　 (2)通過對包埋載體材料的篩選，確定以聚乙烯醇(PVA)為骨架添加少量活性炭、海藻酸鈉、SiO2、Fe粉，并采用正交試驗(yàn)和單因素試驗(yàn)選擇與優(yōu)化包埋條件，確定的最佳條件為：PVA用量為12％，海藻酸鈉用量為0.1％，SiO2用量為4％，污泥用量25％，交聯(lián)劑pH值為6.5。在此條件下制得的固定化小球處理效果較為理想，在進(jìn)水Zn2＋濃度為

5、200mg/L時，其去除率可達(dá)92.5％。
　　 (3)連續(xù)化處理廢水試驗(yàn)表明：進(jìn)水SO42-濃度4151mg/L，Zn2＋濃度100mg/L，pH為5.9，固定化小球與廢水質(zhì)量比為1∶2，水力滯留時間(HRT)為4h，Zn2＋去除率達(dá)98％以上，出水Zn2＋低于2mg/L，COD低于100mg/L，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)。Zn2＋穩(wěn)定達(dá)標(biāo)時間為13h；固定化小球經(jīng)五次再生使用，出水Zn2＋均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)

6、12～14h。通過對沉淀機(jī)理分析可知，鋅離子去除主要通過生成ZnS沉淀，吸附機(jī)理去除次之，過程中不會產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀。
　　 (4)利用穩(wěn)態(tài)法得出：SO42-催化還原速率與SO42-濃度的函數(shù)關(guān)系曲線遵循米氏方程式規(guī)律，當(dāng)CsO42-＜3259mg/L，SO42-還原遵循酶反應(yīng)動力學(xué)一級反應(yīng)，反應(yīng)速率與進(jìn)水SO42-濃度成正比；當(dāng)CsO42-＞3259mg/L，遵循酶反應(yīng)動力學(xué)零級反應(yīng)，反應(yīng)速率為與硫酸根濃度無關(guān)。

7、　　 (5)由固定化小球表面電位測定可知：廢水pH在4～7范圍時，小球表面電位為正值，小球表面帶正電荷，廢水中Zn2＋離子被排斥，SO42-通過小球表面進(jìn)入內(nèi)部被還原，還原產(chǎn)物S2-離子穿出小球表面與廢水中Zn2＋產(chǎn)生ZnS沉淀，Zn2＋去除率達(dá)98％以上，經(jīng)4次再生試驗(yàn)Zn2＋去除率仍保持在98％左右，固定化小球可以重復(fù)使用。當(dāng)廢水pH在8～10范圍時，固定化小球表面電位為負(fù)值，小球表面帶負(fù)電荷，廢水中Zn2＋被吸引進(jìn)入小球內(nèi)部，S