聚磷颗粒污泥去除Pb2+的效能与机制研究

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1、广州大学硕士学位论文2+聚磷颗粒污泥去除Pb的效能与机制研究专业：建筑与土木工程硕士生：李晓佳指导教师：荣宏伟、王然登摘要随着我国工业化发展步伐的持续加快，铅的使用量越来越大，随之产生的含铅废水也越来越多，含铅废水会对环境和人体产生极大的危害，需进行严格处理。目前含铅废水主要处理方法有化学沉淀法、吸附法、电解法、膜分离法和离子交换法等，以上方法大多存在费用高，容易造成二次污染等问题，而生物吸附法是一种成本低、处理效果好、使用范围宽的含铅废水处理技术，受到广泛关注。依据磷酸盐对重金属离子具有螯合作用、颗粒污泥具有吸附重金属离子的特性，以及富含聚磷菌的除磷颗粒污泥中

2、含有大量磷酸盐的潜在优势，本研究采用富含聚磷菌的生物除磷颗粒污泥来处理含铅废水，考察并探讨了其在短期的吸附作用下和长期的生物代谢作用下对铅的去除效果及去除机理。获得主要研究结论如下：采用先厌氧后好氧交替运行的SBR培养生物除磷颗粒污泥，成熟后的颗粒污泥由褐色颗粒与白色颗粒组成，颗粒结构致密、形态完整，沉降性良好，系统具有优良的脱氮除磷功能。颗粒平均粒径为583.80μm，最大粒径可达2000μm，颗粒SVI5为29.6mL/g，SVI30为26.5mL/g，MLSS=6416mg/L，MLVSS=4031mg/L，颗粒污泥等电点pH为3.3，+颗粒中P的含量在3

3、2~40mg/g·MLSS。颗粒污泥系统稳定后，NH4-N和TP去除率可达100%，TN去除率为92%，COD去除率达90%以上。2+采用生物除磷颗粒污泥进行序批式吸附试验来处理较高浓度的含铅废水（Pb=102+2+~400mg/L），考察温度、吸附时间、pH、Pb初始浓度、共存离子等几种因素对Pb去2+除的影响。结果表明，除磷颗粒污泥在pH为4、初始Pb浓度为150mg/L时，对铅的2+去除率最高，可达99.9%；在20min时即可达到吸附平衡。生物除磷颗粒污泥对Pb2的吸附符合Langmiur模型（R=0.993），最大吸附量为49.5mg/g。离子交换和磷

4、酸盐与2+2+Pb的螯合作用对Pb去除起到重要作用；傅里叶变换红外光谱（FTIR）测定表明-COOH、I2+聚磷颗粒污泥去除Pb的效能与机制研究2+-OH、磷酰基等多种官能团对除Pb过程有重要贡献。2+2+通过长期向生物除磷颗粒污泥系统中投加低浓度的Pb（Pb浓度为1~4mg/L）来2+2+考察聚磷菌的代谢作用对Pb的去除情况以及Pb的长期存在对生物除磷系统的毒性抑2+2+制作用。在Pb的投加浓度为1mg/L时，投加初期系统对Pb的去除率即可达到100%，但聚磷菌的代谢受到短暂的抑制，系统对C、N、P的去除有所降低，在继续运行3d2+后聚磷菌的代谢活性也恢复稳定

5、状态，对Pb的去除基本上可达到100%，P、COD和2+TN的去除率分别达到100%、91.6%，和40%。Pb的投加浓度增高至4mg/L时，随着2+运行，系统对Pb的去除率从100%逐渐降低为70%左右，颗粒污泥粒径减小，平均粒径由583.80μm减小至384.21μm，存在少量颗粒解体现象，沉降性能有所下降；颗粒污泥的SOUR和酶活性均有不同程度降低，聚磷菌的活性受到一定抑制，系统除磷效果2+2+变差；从总体水平上看，系统对Pb的去除仍在较高水平，出水Pb浓度低于0.5mg/L，符合国家规定排放标准；此外，长期运行下，颗粒污泥胞外聚合物和胞内合成PHAs的量

6、均有减少，胞外聚合物含量由200mg/g减少至60mg/g·VSS。关键词：铅；生物吸附法；聚磷菌；除磷颗粒污泥；金属离子II广州大学硕士学位论文2+TheEfficiencyandMechanismofPbremovalbyPolyphosphorousgranularsludgeMajor:ArchitectureandCivilEngineeringName:LiXiaojiaSupervisor:RongHongwei、WangRandengAbstractWiththecontinuousaccelerationofthepaceofindustria

7、lizationinChina,theuseofleadisincreasingandthenleadcontainingwastewaterisalsoincreasing.Leadcontainingwastewaterwillcausegreatharmtotheenvironmentandhumanbody,andweneedtodealwithitstrictly.Atpresent,chemicalprecipitationmethod,adsorptionmethod,electrolysismethod,membraneseparationmet

8、hodandionexc