利用响应面法优化生物淋滤飞灰处理条件的研究

利用响应面法进行试验设计,选定蔗糖初始浓度、黑曲霉孢子浓度、投加的飞灰浓度以及飞灰投加时间作为影响因素,对生物淋滤城市生活垃圾焚烧飞灰的处理条件进行优化.通过响应面法,得到飞灰中Cd、Cr、Fe、Mn、Zn及重金属总量与4种因素之间的非线性回归方程,确定了生物淋滤的最适条件范围:蔗糖初始浓度为114~126g/L;黑曲霉孢子浓度为(1.6~2.1)×107个/mL;飞灰浓度为29~39g/L;飞灰投加时间为3.6~4.4d.在最适条件下,70g/L飞灰经20d生物淋滤后,溶出重金属总浓度降为901mg/L,占飞灰中重金属总量的41%,处理后飞灰的重金属浸出毒性远低于国家标准.     

固体浓度对生物淋滤法去除制革污泥中铬的影响

采用序批式摇床培养,研究了含固率为2%～10%的污泥浓度对生物淋滤法去除制革污泥中重金属Cr效果的影响.结果表明,淋滤处理8d,不同浓度处理Cr的去除率均达95%以上;污泥浓度越低,则污泥中Cr的去除率相对越高,去除速率也越快.如含固率在6%以下的污泥其Cr的去除率在第6d时就达100%. 6%的污泥浓度在实际应用中较为合适.在相同的pH值条件下不同含固率的污泥均有相似的Cr去除率.Cr大量溶出时,具有明显的pH临界点.当pH<2时污泥中Cr的去除率才可达到80%以上.     

利用嗜酸性硫杆菌去除制革污泥中铬的研究

本研究采用嗜酸性硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans和Thiobacillus thiooxidans)并添加S粉为能源物的生物淋滤技术应用于制革污泥中铬的去除(溶出).序批式试验结果表明,淋滤处理8d,Cr的溶出率可高达100%(污泥中铬的原始浓度为14519mg/kg).在能源物各种投加比例中,以4g/L的投加比例较好.研究表明,生物淋滤法去除制革污泥中铬主要是通过嗜酸性硫杆菌的新陈代谢使介质酸化而实现的.生物淋滤作用导致介质pH下降到2.0,是使制革污泥中铬大量溶出的一个临界点,在pH低于这个临界点时,污泥中铬去除率才可迅速达到80%～100%.这为重金属含量高的废弃物处理展示了一条全新的途径.     

氧化亚铁硫杆菌对电子垃圾焚烧迹地重金属形态的影响简

采用生物淋滤法处理电子垃圾焚烧迹地重金属严重污染的土壤。所用氧化亚铁硫杆菌是从矿坑废水中通过一系列培养、分离和纯化得到。实验结果表明，生物淋滤法可以有效地去除土壤中重金属Cu、Pb和Zn，去除率的大小顺序为Zn>Cu>Pb；采用五步连续提取法分析处理前后土壤中重金属的存在形态，结果表明，通过氧化亚铁硫杆菌处理受重金属污染的土壤，可以促使易移动的重金属结合态的溶解（可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态），并使难移动的重金属结合态向易移动的重金属结合态转变。     

污泥生物沥滤工艺优化和重金属分配研究

为了得到嗜酸硫细菌沥滤污泥中重金属的最佳工艺参数,对沥滤过程进行3因素4水平的正交实验研究。3种影响因素的水平设置分别为:污泥浓度35、25、15和5 g/L,单质硫投加量15、10、5和1 g/L,接种量15、10、5和3 g/L。对沥滤过程污泥中7种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的去除率进行极差分析,提出了因素影响程度依次为单质硫投加量污泥浓度接种量,且最佳工艺条件为:污泥浓度25 g/L,单质硫投加量10 g/L,接种量为5%。采用超声波-离心方法,分步提取污泥胞外聚合物(EPS)的2种形态:松散结合态(LB)和紧密结合态(TB)。分析其中的重金属浓度,提出沥滤后重金属在污泥EPS的赋存以LB为主。     

微生物浸出低品位氧化物型镍钴矿研究新进展

微生物浸出技术是处理低品位矿石的有效措施。但目前我国主要针对硫化矿的自养微生物浸出进行研发,而对异养微生物浸出氧化型矿石研究很少。异养微生物可通过其产生的代谢产物的酸解、还原、碱解及络合作用来提取或者溶解低品位氧化物型镍钴矿中的镍、钴金属,有助于解决目前我国镍钴资源短缺及为重金属污染治理提供技术方法。本文针对低品位氧化型镍钴矿、风化壳、以及冶金渣、废电池、废催化剂等二次资源,介绍了世界镍钴资源的现状和低品位氧化物型镍钴矿的资源类型,对异养微生物浸出低品位氧化物型镍钴矿研究现状进行了剖析,指出了异养微生物冶金的主要浸矿条件和存在难题,提出了氧化物型镍钴矿微生物浸取的研究方向。     

城市污泥生物沥浸法和化学法调理的效果比较——对污泥理化性质及其深度脱水性能的影响研究

分别用生物沥浸法（BC）、Fenton法和石灰/三氯化铁/PAM法（石灰法）对同一批城市污泥进行调理,并以常规PAM法（CC）为对照,探究不同调理后污泥的理化性质及其脱水性能的变化差异,并用流式细胞仪测定污泥中细胞裂解情况,以分析其机理.结果表明,BC法、Fenton法和石灰法均能大幅提高城市污泥脱水性能,表现在污泥过滤比阻（SRF）值仅为常规处理的0.43%~6.12%,尤其以石灰法处理脱水性能最佳.但BC法脱水泥饼中的有机质和养分能得到最大程度的保留,有机质（56.9%）、总氮（4.66%）、速效氮（0.47%）、矿化氮（1.80%）和总磷（1.60%）含量均远高于石灰法处理,而且污泥中重金属能被部分去除（Cr、Mn、Ni、Zn溶出率分别为18.7%、50.0%、48.7%和72.9%）,该处理的污泥最具资源化潜力.而石灰法脱水泥饼由于大量脱水剂添加导致有机质（49.5%）、总氮（3.55%）和总磷（1.20%）含量明显下降,且泥饼呈强碱性（pH值接近11）.脱水滤液中的sCOD（645mg/L）和TP（4.62mg/L）也显著高于其他处理.流式细胞仪测定结果显示,BC法、Fenton法和石灰法均能导致污泥微生物凋亡,活细胞数量由原始的86%降至75%左右,特别是石灰法对污泥中细胞的破解效果最为彻底,从而释放出更多内部水和胞内物质,这可能是引起其有机质和养分大量损失至脱水滤液中的原因之一.与Fenton法和石灰法调理相比,生物沥浸法既具有能大幅提高污泥脱水性能,脱水滤液水质相对较好的优点,又具有泥饼有机质和氮磷养分高,重金属含量低的优点.     

Bioleaching of cadmium and nickel from synthetic sediments by Acidithiobacillus ferrooxidans

The microbial leaching process was evaluated for the treatment of synthetic sediments contaminated with cadmium and nickel sulfides. A series of batch leaching experiments was conducted to compare metal solubilization in sediment inoculated with Acidithiobacillus ferrooxidans -inoculated sediments to that in sterile control sediment. The rate and extent of metal solubilization were significantly higher in A. ferrooxidans -inoculated reactors than in acidified sterile reactors. The efficiency of cadmium (Cd) solubilization (80) in the bioleaching process was higher than that of nickel (Ni) solubilization (60). The performance of leaching reactors containing only culture supernatants was comparable to that of A. ferrooxidans -inoculated reactors, indicating that indirect non-contact leaching by the products of microbial metabolism is the predominant mechanism for metal solubilization rather than direct microbial sulfide oxidation. Moreover, the similar (60–75%) extents of Cd²⁺ leaching with A. ferrooxidans , cell-free filtrate, and Fe³⁺ suggest that abiotic oxidation of CdS by Fe³⁺ controls the overall leaching rate, and the role of A.␣ferrooxidans is most likely not to oxidize CdS mineral directly but to regenerate Fe³⁺ as an oxidant.     

生物淋滤法处理制革污泥的运行方式研究

生物淋滤技术浸提去除污泥中的重金属，是使污泥洁净化的有效方法。在自行设计的一套总容积为50L的搅拌釜式反应器中进行制革污泥的生物淋滤试验。在连续曝气时，研究了连续搅拌方式和搅拌30min后，停机30、45、60min再搅拌的间歇运行方式的效果。结果表明，连续搅拌运行以及搅拌30min后停机30、45、60min的间歇搅拌运行，分别经过48、60、84、156h的生物淋滤，污泥的pH值下降到2．0以下，氧化还原电位（ORP）上升到530～545mV，铬的溶出率达到99％以上；当固定供气量为9L／min时，污泥中的溶解氧保持在1．2～2．7mg／L；在各种运行方式中，搅拌30min再停机30min的间歇运行方式，其淋滤效果与连续搅拌方式相近，而综合能耗最低，因此，搅拌30min再停机30min的间歇搅拌运行方式可作为工程应用的参考。     

硫杆菌浸出废旧MH/Ni电池中重金属研究

生物淋滤法具有对环境友好、反应温和、运行成本低等优点,近年来主要用于回收难浸提矿石中有用金属及城市污泥有毒重金属脱除。应用氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌对废旧MH/Ni电池电极材料中重金属进行了生物淋滤处理可行性及工艺技术研究,考查了初始pH值、电极材料投加量、温度及底物单质硫添加量对金属Ni、Co浸出率的影响。试验结果表明:硫杆菌可以浸出电极材料中的重金属Ni和Co,初始pH值及温度对生物淋滤过程金属Ni、Co浸出率影响显著。在初始pH值1.0、电极材料质量分数为1.0%、温度30℃、底物单质硫质量浓度为4.0g·L-1条件下,经过20d生物淋滤,废旧MH/Ni电池中金属Ni和Co浸出率分别为95.7%和72.4%。