表面活性剂强化生物沥浸去除城市污泥中重金属Cu的研究

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1、广州大学硕士学位论文表面活性剂强化生物沥浸去除城市污泥中重金属Cu的研究专业：市政工程硕士生：孙琪指导教师：石明岩摘要城市污泥中重金属种类繁多，具有富集性、隐蔽性、稳定性等特征，其中，重金属Cu很难在环境中自然降解，其污染源广泛，处理难度大，因而制约了污泥的资源化利用。生物沥浸技术最初被应用于生物湿法冶金领域，是一种利用自然界中嗜酸微生物的酸化、氧化作用，将固相中不溶的重金属浸提并分离出来的污泥重金属去除技术。但生物沥浸反应过程中，通常需要添加硫粉等物质作为沥浸微生物的能源物质。然而因为硫粉的疏水性导致其利用率低，影响了沥浸微生物的活性，进而影响了生物沥浸效果。表面

2、活性剂具有增溶、湿润等特点，能有效增加疏水性物质的溶解度，降低固液相表明张力。为此，本文以城市污泥作为处理对象。以BS-12、鼠李糖脂、APG-10作为两性、生物、非离子型表面活性剂的代表，对不同类型表面活性剂及其强化生物沥浸去除Cu进行了研究。首先，通过摇瓶试验，研究了不同类型表面活性剂的种类和浓度对城市污泥中重金属Cu的去除效果及形态变化的影响。结果表明，BS-12、鼠李糖脂、APG-10三种表面活性剂处理后，污泥中Cu含量并未到农用污泥的标准，Cu的最大去除率分别为27.49%、27.37%、30.96%。Cu依旧以不稳定的可交换态和氧化态的形式存在于污泥中。

3、其次，在硫粉投量为2g/L，硫酸亚铁投量为6g/L，接种物投量为20%的条件下，研究了不同表面活性剂浓度对其强化生物沥浸去除城市污泥中重金属Cu的影响。结果表明：当BS-12浓度为0.3g/L时，污泥中Cu的最大去除率为76.86%；当鼠李糖脂浓度为0.9g/L时，污泥中Cu的最大去除率为87.46%；当APG-10浓度为0.6g/L时，污泥中Cu的最大去除率为91.13%。并且污泥中可交换态Cu的去除率分别为84.22%、95.17%、94.86%；还原态Cu的去除率分别为82.32%、91.82%、94.71%；氧化态Cu的去除率分别为82.16%、92.67%

4、、94.62%；残渣态Cu的比例分别增加了19.92%、38.41%、34.71%。污泥中Cu的生物有效性和生理毒性显著降低，污泥的稳定性大幅提高。此外，污泥SRF由1.65×1012~1.93×1012m·kg-1降至2.29×1011~2.75×1011m·kg-1，由中等难度脱水转化为易I表面活性剂强化生物沥浸去除城市污泥中重金属Cu的研究脱水。由此确定三种表面活性剂BS-12、鼠李糖脂、APG-10的最适浓度分别为0.3g/L、0.9g/L、0.6g/L。最后，研究了起始pH值对表面活性剂强化生物沥浸去除城市污泥中Cu的影响。结果表明：当投加0.9g/L鼠李

5、糖脂时，污泥的最佳起始pH值为9，在此条件下Cu的去除率为85.81%，当投加0.6g/LAPG-10时，污泥的最佳起始pH值为5，在此条件下Cu的去除率为93.06%，起始pH值的变化对BS-12强化生物沥浸的效果并不明显。关键词：表面活性剂；生物沥浸；城市污泥；Cu；脱水II广州大学硕士学位论文TheStudyontheRemovalofHeavyMetalCufromSewageSludgebySurfactantEnhancedBioleachingMajor：MunicipalEngineeringName：SunQiSupervisor：ShiMingy

6、anAbstractTherearemanykindsofheavymetalsinsewagesludge,whicharecharacterizedbyenrichment,concealmentandstability.Amongthem,heavymetalCuisdifficulttobenaturallydegradedintheenvironment.Ithasawiderangeofpollutionsourcesandisdifficulttohandle,thusrestrictingtheresourceutilizationofsludge.

7、.Thebioleachingtechnologywasoriginallyappliedinthefieldofbiohydrometallurgyandisasludgeheavymetalremovaltechnologythatutilizesacidificationandoxidationofacidophilicmicroorganismsinnaturetoleazeandseparateinsolubleheavymetalsinthesolidphase.However,intheprocessofbioleaching,itisusuall