科技前沿讲座课程论文题目: 重金属污泥的治理姓名：________**__________学号：______**********______班级：______环境工程一班____重金属污泥的治理摘要：本文阐述了以生物淋滤法为主要技术手段的方法在治理污泥中重金属的应用，揭示了如何治理污泥中的重金属并将其资源化。

Abstract：This paper describes the bioleaching method for main technical means in sludge treatment of heavy metal application, reveals how the governance of heavy metals in sewage sludge and its resources.关键词：生物淋滤法污泥重金属资源化一．重金属污泥的产生及影响城市化进程的加快，生活废水和工业废水的排放量日益增多，作为污水处理及工业生产废水副产物的污泥产量也相应增多。

污泥成分复杂，含水率极高且不易脱水，含有较多难降解的有机污染物、有害重金属及病原微生物等，严重威胁着人类的生存、健康和发展。

由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其资源化农用已经成为当今研究的热点，但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素，如何有效去除重金属是解决污泥处理处置和资源化利用的关键性问题。

目前，很多学者在这方面进行了研究探讨，涌现出许多新的技术和方法，本文收集整理了国内正在研究或初见成效的去除污泥中重金属方式方法，并对每种方法的优缺点稍做分析，通过比对生物淋滤法去除污泥中重金属效果较好，且工艺简单，操作方便，成本费用较低，本文将重点做介绍。

二.污泥中重金属的来源污泥中重金属来源主要有工业排放、输水管道的腐蚀和城市地表径流三个方面。

其中工业排放或矿山开采是形成癌症村的主要危险源。

城市污水通过污水处理后，70%-90%的重金属元素会通过吸附或沉淀转移到污泥中，有人采集了全国30个大中城市污水处理厂的污泥样品，化验分析了其金属含量，其中锌和铜（管道腐蚀）在污泥中含量最高，是污泥中最主要的金属污染物，其次是铬、锰、铁。

三.污泥中重金属处理方法比较一旦造成重金属污染，应积极采取措施对污泥中重金属进行预处理，国内外在这方面做了大量工作，提出了很多方式方法。

现介绍几种去除率高、与环保疏浚关联性强的方法，并比较如下：3.1化学法常用去除污泥中重金属的化学方法主要有利用酸化法提取重金属和加入改良剂使重金属稳定化两种。

酸化法去除重金属是通过向污泥中投加硫酸、盐酸、硝酸等酸性化学物质，降低污泥的PH值，使污泥中大部分重金属转化为离子形态溶出；或者用EDTA、柠檬酸等络合剂通过氯化作用、离子交换作用、酸化作用、螯合剂和表面活性剂的络合作用，将其中的重金属分离出来，达到减少污泥SO4对污泥进行处理，重重金属总量的目的。

有试验表明：按照1：1的HCL/H2金属的去除率均在60%以上，多数达到100%。

这种方法去除效果很好，而且所需时间较短，但处理中需消耗大量的酸，处理后需要大量的水和石灰来冲洗或中和污泥，同时仪器易被强酸腐蚀，使该工艺花费较大，而且操运烦琐，使得化学法不能大规模应用于实际之中。

3.2电化学法在污泥中插入电极对，在电极对上施加微弱直流电形成直流电场，污泥内部的矿物质颗粒、重金属离子及其化合物、有机物等物质在直流电场的作用下，发生一系列复杂的电化学反应，通过电激发、电化学溶解、电迁移、自由扩散等方式发生迁移，并富集到电极两端，使重金属以沉淀或金属形式析出，加以回收。

此方法首先将不同形态的金属污染物转变成可溶态进入液相系统，然后在电场作用下通过离子迁移和电渗定向迁移出土壤。

该方法对可交换态或溶解态的重金属去除效果较好，但是对于不溶态的重金属首先需改变其存在状态使其溶解再将其去除。

因此重金属的存在状态对效果影响较大。

该方法对金属的去除效果较好，所需的耗能也较低，去除过程中不需要添加任何对环境不利的物质，但此方法也有很大的局限性，对于渗透性高传导性差的污泥不太适用。

该技术还处于起步阶段，还需进行大量的研究试验。

3.3重金属固定技术就是通过加入药剂将重金属加以固定，降低其生物有效性或活性，以使污泥土地使用后重金属难以被植物吸收利用且不宜迁移转化，从而减少对人类健康和环境的危害。

固定作用的工艺主要有堆肥、减性稳定和热处理等。

2010年我们环保事业部承担的中新天津生态城污水库治理项目，就使用了重金属固化中的减性稳定技术。

重金属的固定作用在一定程度和一定时期内能减轻重金属的危害，但不能从根本上降低重金属的含量，对人类健康和环境仍存在着潜在的威胁。

3.4生物淋滤法生物淋滤法是指利用自然界的微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用，产生氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶成分（重金属、硫及其它金属）分离浸提出来的一种技术，最初用于难浸提矿石或贫矿中金属的溶出或回收。

目前全世界正将此技术扩展应用到环境污染治理领域，并做了大量的研究、试验工作。

污泥生物淋滤技术是通过向污泥中添加一定的底物使污泥中存在的特异化能自养型的嗜酸性硫杆菌获得能量，加强催化、氧化作用，降低污泥体系的PH值，使难溶态的重金属从固相溶出进入液相，再通过污泥脱水而达到去除污泥中重金属的目的。

此方法操作简单，去除效率较高，一般重金属去除率达90%以上，成本费用也较低。

其主要优点如下：①生物淋滤不需要加酸对污泥进行预酸化，与化学沥滤比可节省80%的耗酸量。

②启动迅速，沥滤效益高、时间短，适用于处理任何污泥。

③操作简单，运行过程无需特殊控制，在10-37度范围内均能沥滤重金属（最佳温度是25-30度），冬季也无需加热，所用基质S和FeSO4.7H2O容易保存和运输。

④污泥经生物淋滤后，脱水性能大幅度提高，脱水时不需要添加絮凝剂，有效节省污泥脱水成本。

生物淋滤污泥脱水性比厌氧消化污泥提高38倍。

⑤污泥中病原微生物易造成疾病传播，生物淋滤既能去除重金属又能杀灭病原菌，并使VSS下降。

通过比较上述几种重金属的去除方法，生物淋滤法去除重金属较经济、有效、可行，它提高了污泥农用的安全性，能使污泥变废为宝，真正实现污泥的减量化、无害化和资源化。

四.生物淋滤法的的作用机理4.1直接机理氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的直接作用机理是一样的。

细菌通过其分泌的胞外多聚物直接吸附在污泥中金属硫化物的表面，通过细胞内特有的氧化酶直接氧化金属硫化物，生成可溶性的硫酸盐。

T.fMS+2O 2 MSO 4 M 2++SO 42-T.t4.2氧化亚铁硫杆菌的间接机理①Fe 2+被氧化亚铁硫杆菌氧化成Fe 3+②Fe 3+进一步将重金属硫化物氧化为重金属硫酸盐而沥出并产生硫酸③硫酸进一步与重金属硫化物反应生成重金属硫化物和单质硫④单质硫被氧化亚铁硫杆菌氧化成硫酸，这样就构成了一个氧化还原的循环系统。

只要对脱出的污水进行适当处理，即可达到去除重金属的目的。

微生物淋滤后的污泥其PH 值低于2.0，更加促进了重金属的沥出。

T.f2FeSO 4+0.5O 2 Fe 2(So4)3+H 2O4Fe 2(SO 4)3+2MS+4H 2O+2O 2 8FeSO 4+4H2SO 4+2MSO 4MS+0.5O 2+H2SO 4 MSO 4+H 2O+SS+1.5O 2+H 2O T.f H 2SO 44.3氧化硫硫杆菌的间接淋滤机理在有氧的条件下，氧化硫硫杆菌将单质硫氧化成硫酸，然后在硫酸的作用下把重金属生成可溶性硫酸盐，使重金属从污泥中淋滤出。

S + H 2O + 1.5O 2 T.t H 2SO 4H 2SO 4+Sludge-M Sludge-2H + M SO 4四.生物淋滤法的工艺流程和技术特点生物淋滤法除具备上述优点外，同时还具有工艺简单、技术要求不强，便于操作等特点。

4.1生物淋滤法工艺简单生物淋滤法去除污泥中重金工艺流程如下；利用生污泥中的有益菌进行富集培养获取接种液—向生污泥中添加能量物（硫酸亚铁添加量是5g/L ，单质硫是4g/L ）--向生污泥中添加接种液—充分混合、间歇搅拌，在好气条件下培养到PH 下降到2.5以下—脱毒污泥压滤脱水--脱水污泥经石灰中和后施入土壤。

4.2生物淋滤法技术要求不强生物淋滤法的主要技术是进行微生物富集培养。

而培养过程极为简单，可操性强。

五.生物淋滤法的优越性生物淋滤法启动迅速，沥滤效率高，时间短，适合处理任何污泥，不仅可有效地去除污泥中重金属，而且还有如下优越性处理费用低：生物淋滤法无需加酸对污泥进行预酸化，与化学沥滤比可节省约80%的耗酸量，污泥经沥滤后，脱水性能大幅度提高，脱水时不需加絮凝剂，有效地节约污泥脱水成本运行操作简单，只需向污泥中加入经过富集培养的菌液及底物，通过搅拌，沥出水分便达到了去除重金属的目的。

可改善污泥品质，污泥经生物淋滤后，重金属得以高效去除，脱水性能得到大大改善，污泥中VSS下降，污泥中病源菌也大多被消灭。

六.结语污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，其资源化农用已经成为当今研究的热点，但污泥中重金属元素已成为制约污泥资源化农用的关键因素。

而上述介绍的生物淋滤法在重金属的治理上有着重要作用，也希望有更多的技术被不断发现，污泥中重金属治理的问题也将得到解决。

参考文献：1、生物淋滤与城市污泥中重金属控制的研究高雪梅2、城市污泥中重金属去除方法研究进展池星云3、生物淋滤法去除城市污泥中重金属工艺参数优选研究闫瑾4、生物淋滤技术在去除污泥中重金属的应用周顺桂、周立祥、黄焕忠5、城市污水污泥重金属去除与污泥农用资源化试验研究王敦球6、底物投加量与污泥含固率之比对污泥生物淋滤的影响朱艺。