重金属废水处理中好氧颗粒污泥的作用是什么？好氧颗粒污泥去除重金属机理

伴随着中国现代化工程项目中充电电池、电镀工艺、冶炼厂、石油化工等领域的飞速发展，含重金属元素如铅、铜、镍、镉、铬、汞、砷等污水的消耗量呈逐渐增多的发展趋势，水质重金属污染形势不容乐观。

离子交换法、离子交换、液生物纤维面膜、电解食盐水和微生物吸附法等传统的的重金属超标污水处理方法，都具有一定的缺陷或不够，如价格不菲、反映不易控制、实际效果不理想化、回收利用贵重金属难，非常容易引起二次污染等。近些年，利用生物吸附剂解决重金属污染污水则有优良的实际效果，优势有：①原材料便宜容易得到;②合适较低浓度的重金属超标污水;③不容易造成二次污染;④吸附容积大;⑤优良的可选择性;⑥可回收利用一些贵金属;⑦运用覆盖面广。大部分微生物吸附剂全是以微生物絮状物体方式出现的飘浮微生物菌种，便于分散化在高效液相中，因而吸附后的难点是怎么才能完成吸附剂与解决物质的固液分离设备。

好氧颗粒污泥吸附剂是非常典型的微生物吸附剂，除开具有一般微生物吸附剂的优势外，还具备独特的生物结构类型;颗粒物比例比水大，具备良好的沉淀特性，可以解决传统式微生物吸附剂在吸附后不容易与水分离出来的缺陷。

1、好氧颗粒污泥的结构类型

好氧颗粒污泥一般具备较高的堆积密度和保持良好的沉淀特性，是一种粒度小、相对密度高的球型病菌体，带有很多的胞外多聚物(ExtracellularPolymericSubstances，EPS)。EPS带有很多的醇、竣基、羟基、巯基、酚基等，该官能团非常容易与水质中不一样价态的重金属离子产生反映，促使微生物菌种表层聚集了大批量的金属离子。EPS与众不同微生物菌种构造、胶体溶液负电荷性和生物活力等特点，促使水质中的重金属元素被捕获，因而好氧颗粒污泥可以做为自然的重金属离子吸附剂用于解决含重金属离子的污水。

2、好氧颗粒污泥去除重金属超标原理

好氧颗粒污泥对重金属元素的去除原理比较繁杂，现阶段国内国外专家的分析主要是根据在试验室选用模拟法开展科学研究，关键对于好氧颗粒污泥对含单一重金属离子污水的去除个人行为及原理，对不一样种重金属离子并存的污水则科学研究较少。好氧颗粒污泥对重金属离子的去除关键根据胞外高聚物吸附、离子交换法、金属材料鳌合、化学沉淀等。HuiXu等研究表明：好氧颗粒污泥对Ni2+的去除原理关键根据离子交换法全过程，与此同时胞外多聚物EPS和植物细胞官能团内包含的O、N、S、P等分子可以和重金属离子产生螯合物或络离子，促使重金属离子获得去除。因而好氧颗粒污泥体细胞和EPS对重金属离子的有机化学络合作用是颗粒污泥吸附重金属离子的主要方法。

HuiXu等根据选用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱分析及X光电子器件能谱仪等技术性，明确提出了吸附的三种原理：离子交换法、EPS吸附和化学沉淀。姚磊等根据自然环境扫描仪光学显微镜和X射线能谱分析结果显示，吸附全过程主要是离子交换法吸附和金属材料鳌合2个全过程。

微生物菌种去除重金属离子的环节一般是各种机制一同功效的结论。重金属离子很有可能在细菌表层产生氧化还原反应而去除，有一些正离子很有可能会因为沉积或蒸发而去除。根据其他方法去除的重金属离子一般比较主次，试验中检验难度系数比较大，针对好氧颗粒污泥的去除原理尚需进一步科学研究确认。

3、好氧颗粒污泥去除重金属超标的影响因素

(1)pH值。

pH值是危害好氧颗粒污泥去除重金属离子的主要要素，其主要是更改官能团的浓差极化特点和淤泥的表层电位差。HuiXu、YuLiu等研究发现：原始pH值对好氧颗粒污泥对Ni2+的去除率起关键功效，并危害好氧颗粒污泥zeta电位差。杨学耀等研究发现：好氧颗粒污泥对Cd2+的去除实际效果较好pH值在6～7。姚磊等研究发现：好氧颗粒污泥在较高pH(5.0-6.0)标准下对Pb2+具备很强的去除实际效果。

(2)触碰时长。

好氧颗粒污泥对重金属超标吸附全过程一般分成迅速吸附和慢速度吸附两个阶段。沈祥信研究发现：好氧颗粒污泥去除Cu2+、Cd2+、Zn2+和Pb2+金属离子均衡时长约为2h;与此同时科学研究对Pb2+的去除实际效果说明：好氧颗粒污泥对Pb2+的去除全过程是迅速吸附个人行为，在其中前5min的吸附量就做到较大吸附量的75.0%。提升好氧颗粒污泥与重金属超标污水的了解时长在一定水平上可以提升去除实际效果，但在现实项目使用中代表着必须提升反应釜的容量，从经济发展效用上考虑到尚需进一步讨论。

(3)好氧颗粒污泥粒度。

好氧颗粒污泥的粒度的大小对去除实际效果危害比较大，吸附剂粒度过高过小都不益于吸附实际效果，粒度尺寸关键危害颗粒物吸附剂的比表面或合理吸附总面积。同样状况下，一般粒度小的颗粒污泥具备很大的比表面，其企业净重吸附剂的合理吸附位等级较多，但与此同时直接影响到好氧颗粒污泥的EPS成分。

(4)环境温度。

微生物菌种病菌对重金属离子的吸附全过程可能是化学反应也可能是放热反应，其受反映管理体系的环境温度干扰比较大。环境温度主要是根据危害吸附剂的身理新陈代谢主题活动、官能团吸附热动力学模型和吸附比热等要素，从而危害吸附实际效果。沈祥信研究表明：好氧颗粒污泥对重金属离子的吸附量伴随着气温的上升，是一个先提高后下降的全过程。在工业污水处理的真实运用中，提升环境温度则必须提升热量供货，耗费成本费，从经济收益视角不一定有效，通常常温下实际操作就可以。

(5)好氧颗粒物的离子浓度(C0/X0)。

合理吸附位等级是表现好氧颗粒污泥活力的一个关键主要参数，与好氧颗粒污泥的净重相关，与此同时与液体中重金属离子浓度值相关，企业质量好氧颗粒污泥其吸附容积是一定的，因此好氧颗粒物的离子浓度(Co/Xo)是确定其去除实际效果的主要因素。LiuY，YangSF等研究发现：一定品质的好氧颗粒污泥对Zn2+的吸附工作能力与锌离子的原始浓度值(C0)和颗粒物浓度值(X0)相关，而且成一定的线性相关。

(6)营养元素与新陈代谢磷酸化。

好氧颗粒污泥微生物菌种去除重金属离子全过程是能耗反映，水溶液中营养成分的出现有益于推动微生物菌种新陈代谢主题活动，提高去除实际效果，与此同时造成一定的新陈代谢磷酸化。营养元素中具有的有价正离子及微生物菌种新陈代谢形成的磷酸化很有可能同重金属离子产生市场竞争效用，对好氧颗粒污泥的吸附实际效果造成危害。微生物菌种在差异浓度值葡萄糖溶液中对重金属离子的去除实际效果早有相关的报导，Norris研究发现微生物菌种在添加10mol葡萄糖溶液后可提升对Cd2+和Co2+的吸附量。

(7)并存正离子。

微生物菌种对水溶液中不一样重金属离子的去除全过程出现着市场竞争效用，不一样金属离子与好氧颗粒污泥的吸附结构域的感染力不一样，故并存正离子的出现必然危害好氧颗粒污泥对总体目标正离子的去除实际效果。江孟研究发现：多种多样金属材料离子共存时，微生物菌种对总体目标正离子的去除实际效果有些降低。

(8)其他影响因素。

好氧颗粒污泥去除重金属离子是一个多种多样原因整体效果的全过程，其遭受诸多要素的危害，如水力发电剪切应力、水解酸化池量、污泥龄、新陈代谢抑止因素等。现阶段好氧颗粒污泥的培育方式有多种多样，塑造全过程立即危害淤泥的物理化学特点及微生物菌种有益菌遍布，而不一样的有益菌是危害其吸附实际效果的一个主要要素。

4、好氧颗粒物解决重金属污染污水的发展趋向

(1)繁杂物质的原理研究。

具体污水通常多种多样金属离子并存的繁杂物质，对好氧颗粒污泥除去重金属超标原理的研究应进一步推进，关键对全过程动力学分析和热学进行研究，探索吸咐全过程中的活化能和熵变状况。

(2)改性材料和保留方式研究。

吸收剂的容积尺寸和应用便利性是其现代化使用的一个主要要素，探索改性材料研究提升好氧颗粒污泥吸收剂的容积是一个主要方位，找寻不错的好氧颗粒污泥的保留方式是推动产业发展的前提条件。

(3)分析和活性修复研究。

好氧颗粒污泥吸咐金属离子后怎么才能完成金属离子的合理回收利用和颗粒污泥活性的复原是个关键方位，尤其是合理回收利用贵金属，推动生物质颗粒再利用，降低二次污染产生。

(4)加工工艺设备研究开发设计。

好氧颗粒污泥解决重金属污染污水的根本宗旨是完成产业化运用，要融合好氧颗粒污泥自身的特点，加强生产流程和反应釜开发设计，并利用具体污水开展研究，为完成现代化给予理论创新和具体参照。

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