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污泥对重金属离子的吸附的研究及其对高盐废水的处理

陈纯  
【摘要】:本文研究了活性污泥对重金属离子的吸附性能,主要内容包括两部分:第一部分研究了常规情况下活性污泥对废水中重金属离子的吸附动力学,同时探讨了重金属离子对污水处理厂的活性污泥系统处理性能的影响。找到一个简单易测的入水监控指标,以期为污水处理厂的实际生产起到指导作用。第二部分则主要研究了驯化活性污泥对高盐度、高金属离子浓度的实际废水的处理过程。探讨了用驯化活性污泥处理污染海水、并将污泥作为初期处理剂富集海水中贵重稀有金属如铀、锂的可行性。 用城市污水处理厂产生的活性污泥研究了影响污泥吸附Zn~(2+)、Cu~(2+)和Cd~(2+)三种重金属离子的主要因素。在实验条件下,温度对污泥吸附重金属的影响并不显著,而体系pH值和吸附时间等的影响较为重要。活性污泥对三种离子的吸附符合Langmuir模型。在实验中未发现不同金属离子之间存在明显吸附抑制或促进。 用简单活性污泥法研究了Cu~(2+),Cd~(2+),Cr~(3+)等重金属离子对活性污泥指数和系统处理废水能力影响,解释了在重金属离子存在条件下,活性污泥系统对生活废水的处理能力下降的原因。由于金属离子对活性污泥中原生动物和细菌的毒性,导致污泥沉降指数SV和污泥容积指数SVI不同程度改变,出水的BOD_5/COD大幅度减小。实验发现Fe~(3+),Zn~(2+)在浓度小于40mg·L~(-1)条件下对COD的去除能力影响非常小。而当Cu~(2+)浓度大于40mg·L~(-1)时,污泥系统COD去除率小于10%,系统失去意义。Pb~(2+),Cd~(2+),Cr~(3+)在浓度大于40mg·L~(-1)时使出水的COD去除率下降50%左右。通过建立简单有效的入水监控手段,可避免弱处理污水排出。 以城市污水处理厂的剩余活性污泥为初始原料,通过驯化后研究其对某矿山废水中的Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)两种金属离子的富集。结果发现,经驯化后的污泥可很好的起到对该废水水中金属离子预富集作用。在室温下,活性污泥浓度(MLSS)为3.1g·L~(-1)的每升驯化活性污泥通过能够富集大约493mg的铜和305mg的锌。污泥的驯化盐分和富集时的pH值对富集率影响较为重要。与常规的活性污泥吸附淡水中金属离子实验相比较,驯化污泥的富集速率和方式都有较大的变化。可望将驯化活性污泥引入到从海水提取稀有金属的实践之中去。


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