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编号:102010115

桂林理工大学
硕士研究生学位论文

高效沥滤微生物选育及去除污泥中
重金属研究

专业: 环境科学
研究方向: 环境生态
研究生: 宋云鹏
指导教师: 王敦球教授
张军副教授

论文起止日期:2011 年 9 月至 2013 年 4 月
Efficient Leaching anism Breeding and Removal of
Heavy Metals in Sewage Sludge

Major: Environmental Science
Direction of Study:Environmental Ecology
Graduate Student: Yunpeng Song
Supervisor: Prof. Wang Dunqiu
Prof. Zhang Jun

College of Environmental Science and Engineering
Guilin University of Technology
September, 2011 to April, 2013
桂林理工大学硕士学位论文
摘要
城市污水污泥中含有大量的 N、P、K、有机质等营养物质,具有改良土壤结构、提
高土壤肥效等作用,因此,污泥农用是一种较好的污泥处理处置方法。然而,经过污水
处理厂处理后,污水中的重金属有 50%以上会转移到污泥中,污泥中的重金属会污染土
壤、毒害农作物。因此,污泥在施用之前应对其中的重金属进行去除,以降低重金属对
环境的危害。生物沥滤法是去除污泥中重金属的一种行之有效的方法,在去除污泥中重
金属方面具有良好的前景。
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分别以 FeSO4·7H2O 和 S 为底物,从山西某煤矿的矿井水中分离出来两株嗜酸菌,
分别命名为 Tf-1 和 Tt-1。生理生化试验研究结果表明,两株嗜酸菌皆为好氧无机化能自
养菌,革兰氏阴性。结合生理生化试验和 16S rDNA 鉴定,证明两株嗜酸菌分别为嗜酸
氧化亚铁硫杆菌和嗜酸氧化硫硫杆菌。
对氧化亚铁硫杆菌 Tf-1 和氧化硫硫杆菌 Tt-1 的生长特性进行研究,确定了两株菌
的最佳培养条件。结果表明,氧化亚铁硫杆菌 Tf-1 生长的最佳初始 pH 为 ,最适温
度为 30ºC,最佳接种量为 10%,最佳初始 Fe2+浓度为 9 g·L-1;氧化硫硫杆菌 Tt-1 生
长的最佳初始 pH 为 ,最适温度为 28ºC,最佳接种量为 10%,最佳 S 投加量为 10 g·L-1。
城市污水污泥中含有大量的氮、磷、钾等营养物质。桂林市七里店污水净化厂污泥
中有机质、全氮、总磷、全钾和总养分平均含量分别为 g·Kg-1、 g•Kg-1、
•Kg-1、 g•Kg-1 和 g•Kg-1。污泥中重金属 Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和 Cd 的平均含
量分别为 mg•Kg-1、 mg•Kg-1、 mg•Kg-1、 mg•Kg-1、 mg
•Kg-1 和 mg•Kg-1,其中 Cu、Zn 和 Cd 的含量超出《农用污泥质量标准》中酸性土
壤的限值。
分别以氧化亚铁硫杆菌 Tf-1 和氧化硫硫杆菌 Tt-1 为沥滤菌,对桂林市七里店污水
净化厂的脱水污泥进行生物沥滤试验。经过 15 d 的生物沥滤,污泥中重金属 Cu、Zn、
Pb、Cr、Ni和 Cd 的最高去除率,氧化亚铁硫杆菌 Tf-1 分别可达 %、%、%、
%、%和 %,氧化硫硫杆菌 Tt-1 分别可达 %、%、%、%、
%和 %。生物沥滤处理后的污泥重金属含量能够满足我国《农用污泥质量标
准》的要求。
氧化亚铁硫杆菌 Tf-1 和氧化硫硫杆菌 Tt-1 的生长情况研究结果显示:氧化亚铁硫
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杆菌 Tf-1 的比生长速率μ为 h ,倍增时间 td 为 h,世代时间 G 为 h,增
代数 n 为 h;氧化硫硫杆菌的比生长速率为 h-1,倍增时间为 h,世代时
间为 h,增代数为 h。结合细菌生长的指数方程、米氏方程等,在合理的假设
下,推导出了氧化亚铁