伴隨著中國(guó)現(xiàn)代化工程項(xiàng)目中充電電池、電鍍工藝、冶煉廠、石油化工等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，含重金屬元素如鉛、銅、鎳、鎘、鉻、汞、砷等污水的消耗量呈逐漸增多的發(fā)展趨勢(shì)，水質(zhì)重金屬污染形勢(shì)不容樂觀。

離子交換法、離子交換、液生物纖維面膜、電解食鹽水和微生物吸附法等傳統(tǒng)的的重金屬超標(biāo)污水處理方法，都具有一定的缺陷或不夠，如價(jià)格不菲、反映不易控制、實(shí)際效果不理想化、回收利用貴重金屬難，非常容易引起二次污染等。近些年，利用生物吸附劑解決重金屬污染污水則有優(yōu)良的實(shí)際效果，優(yōu)勢(shì)有：①原材料便宜容易得到;②合適較低濃度的重金屬超標(biāo)污水;③不容易造成二次污染;④吸附容積大;⑤優(yōu)良的可選擇性;⑥可回收利用一些貴金屬;⑦運(yùn)用覆蓋面廣。大部分微生物吸附劑全是以微生物絮狀物體方式出現(xiàn)的飄浮微生物菌種，便于分散化在高效液相中，因而吸附后的難點(diǎn)是怎么才能完成吸附劑與解決物質(zhì)的固液分離設(shè)備。

好氧顆粒污泥吸附劑是非常典型的微生物吸附劑，除開具有一般微生物吸附劑的優(yōu)勢(shì)外，還具備獨(dú)特的生物結(jié)構(gòu)類型;顆粒物比例比水大，具備良好的沉淀特性，可以解決傳統(tǒng)式微生物吸附劑在吸附后不容易與水分離出來的缺陷。

1、好氧顆粒污泥的結(jié)構(gòu)類型

好氧顆粒污泥一般具備較高的堆積密度和保持良好的沉淀特性，是一種粒度小、相對(duì)密度高的球型病菌體，帶有很多的胞外多聚物(ExtracellularPolymericSubstances，EPS)。EPS帶有很多的醇、竣基、羥基、巰基、酚基等，該官能團(tuán)非常容易與水質(zhì)中不一樣價(jià)態(tài)的重金屬離子產(chǎn)生反映，促使微生物菌種表層聚集了大批量的金屬離子。EPS與眾不同微生物菌種構(gòu)造、膠體溶液負(fù)電荷性和生物活力等特點(diǎn)，促使水質(zhì)中的重金屬元素被捕獲，因而好氧顆粒污泥可以做為自然的重金屬離子吸附劑用于解決含重金屬離子的污水。

2、好氧顆粒污泥去除重金屬超標(biāo)原理

好氧顆粒污泥對(duì)重金屬元素的去除原理比較繁雜，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)國(guó)外專家的分析主要是根據(jù)在試驗(yàn)室選用模擬法開展科學(xué)研究，關(guān)鍵對(duì)于好氧顆粒污泥對(duì)含單一重金屬離子污水的去除個(gè)人行為及原理，對(duì)不一樣種重金屬離子并存的污水則科學(xué)研究較少。好氧顆粒污泥對(duì)重金屬離子的去除關(guān)鍵根據(jù)胞外高聚物吸附、離子交換法、金屬材料鰲合、化學(xué)沉淀等。HuiXu等研究表明：好氧顆粒污泥對(duì)Ni2+的去除原理關(guān)鍵根據(jù)離子交換法全過程，與此同時(shí)胞外多聚物EPS和植物細(xì)胞官能團(tuán)內(nèi)包含的O、N、S、P等分子可以和重金屬離子產(chǎn)生螯合物或絡(luò)離子，促使重金屬離子獲得去除。因而好氧顆粒污泥體細(xì)胞和EPS對(duì)重金屬離子的有機(jī)化學(xué)絡(luò)合作用是顆粒污泥吸附重金屬離子的主要方法。

HuiXu等根據(jù)選用X射線衍射、傅里葉變換紅外光譜分析及X光電子器件能譜儀等技術(shù)性，明確提出了吸附的三種原理：離子交換法、EPS吸附和化學(xué)沉淀。姚磊等根據(jù)自然環(huán)境掃描儀光學(xué)顯微鏡和X射線能譜分析結(jié)果顯示，吸附全過程主要是離子交換法吸附和金屬材料鰲合2個(gè)全過程。

微生物菌種去除重金屬離子的環(huán)節(jié)一般是各種機(jī)制一同功效的結(jié)論。重金屬離子很有可能在細(xì)菌表層產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)而去除，有一些正離子很有可能會(huì)因?yàn)槌练e或蒸發(fā)而去除。根據(jù)其他方法去除的重金屬離子一般比較主次，試驗(yàn)中檢驗(yàn)難度系數(shù)比較大，針對(duì)好氧顆粒污泥的去除原理尚需進(jìn)一步科學(xué)研究確認(rèn)。

3、好氧顆粒污泥去除重金屬超標(biāo)的影響因素

(1)pH值。

pH值是危害好氧顆粒污泥去除重金屬離子的主要要素，其主要是更改官能團(tuán)的濃差極化特點(diǎn)和淤泥的表層電位差。HuiXu、YuLiu等研究發(fā)現(xiàn)：原始pH值對(duì)好氧顆粒污泥對(duì)Ni2+的去除率起關(guān)鍵功效，并危害好氧顆粒污泥zeta電位差。楊學(xué)耀等研究發(fā)現(xiàn)：好氧顆粒污泥對(duì)Cd2+的去除實(shí)際效果較好pH值在6～7。姚磊等研究發(fā)現(xiàn)：好氧顆粒污泥在較高pH(5.0-6.0)標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)Pb2+具備很強(qiáng)的去除實(shí)際效果。

(2)觸碰時(shí)長(zhǎng)。

好氧顆粒污泥對(duì)重金屬超標(biāo)吸附全過程一般分成迅速吸附和慢速度吸附兩個(gè)階段。沈祥信研究發(fā)現(xiàn)：好氧顆粒污泥去除Cu2+、Cd2+、Zn2+和Pb2+金屬離子均衡時(shí)長(zhǎng)約為2h;與此同時(shí)科學(xué)研究對(duì)Pb2+的去除實(shí)際效果說明：好氧顆粒污泥對(duì)Pb2+的去除全過程是迅速吸附個(gè)人行為，在其中前5min的吸附量就做到較大吸附量的75.0%。提升好氧顆粒污泥與重金屬超標(biāo)污水的了解時(shí)長(zhǎng)在一定水平上可以提升去除實(shí)際效果，但在現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目使用中代表著必須提升反應(yīng)釜的容量，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展效用上考慮到尚需進(jìn)一步討論。

(3)好氧顆粒污泥粒度。

好氧顆粒污泥的粒度的大小對(duì)去除實(shí)際效果危害比較大，吸附劑粒度過高過小都不益于吸附實(shí)際效果，粒度尺寸關(guān)鍵危害顆粒物吸附劑的比表面或合理吸附總面積。同樣狀況下，一般粒度小的顆粒污泥具備很大的比表面，其企業(yè)凈重吸附劑的合理吸附位等級(jí)較多，但與此同時(shí)直接影響到好氧顆粒污泥的EPS成分。

(4)環(huán)境溫度。

微生物菌種病菌對(duì)重金屬離子的吸附全過程可能是化學(xué)反應(yīng)也可能是放熱反應(yīng)，其受反映管理體系的環(huán)境溫度干擾比較大。環(huán)境溫度主要是根據(jù)危害吸附劑的身理新陳代謝主題活動(dòng)、官能團(tuán)吸附熱動(dòng)力學(xué)模型和吸附比熱等要素，從而危害吸附實(shí)際效果。沈祥信研究表明：好氧顆粒污泥對(duì)重金屬離子的吸附量伴隨著氣溫的上升，是一個(gè)先提高后下降的全過程。在工業(yè)污水處理的真實(shí)運(yùn)用中，提升環(huán)境溫度則必須提升熱量供貨，耗費(fèi)成本費(fèi)，從經(jīng)濟(jì)收益視角不一定有效，通常常溫下實(shí)際操作就可以。

(5)好氧顆粒物的離子濃度(C0/X0)。

合理吸附位等級(jí)是表現(xiàn)好氧顆粒污泥活力的一個(gè)關(guān)鍵主要參數(shù)，與好氧顆粒污泥的凈重相關(guān)，與此同時(shí)與液體中重金屬離子濃度值相關(guān)，企業(yè)質(zhì)量好氧顆粒污泥其吸附容積是一定的，因此好氧顆粒物的離子濃度(Co/Xo)是確定其去除實(shí)際效果的主要因素。LiuY，YangSF等研究發(fā)現(xiàn)：一定品質(zhì)的好氧顆粒污泥對(duì)Zn2+的吸附工作能力與鋅離子的原始濃度值(C0)和顆粒物濃度值(X0)相關(guān)，而且成一定的線性相關(guān)。

(6)營(yíng)養(yǎng)元素與新陳代謝磷酸化。

好氧顆粒污泥微生物菌種去除重金屬離子全過程是能耗反映，水溶液中營(yíng)養(yǎng)成分的出現(xiàn)有益于推動(dòng)微生物菌種新陳代謝主題活動(dòng)，提高去除實(shí)際效果，與此同時(shí)造成一定的新陳代謝磷酸化。營(yíng)養(yǎng)元素中具有的有價(jià)正離子及微生物菌種新陳代謝形成的磷酸化很有可能同重金屬離子產(chǎn)生市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)效用，對(duì)好氧顆粒污泥的吸附實(shí)際效果造成危害。微生物菌種在差異濃度值葡萄糖溶液中對(duì)重金屬離子的去除實(shí)際效果早有相關(guān)的報(bào)導(dǎo)，Norris研究發(fā)現(xiàn)微生物菌種在添加10mol葡萄糖溶液后可提升對(duì)Cd2+和Co2+的吸附量。

(7)并存正離子。

微生物菌種對(duì)水溶液中不一樣重金屬離子的去除全過程出現(xiàn)著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)效用，不一樣金屬離子與好氧顆粒污泥的吸附結(jié)構(gòu)域的感染力不一樣，故并存正離子的出現(xiàn)必然危害好氧顆粒污泥對(duì)總體目標(biāo)正離子的去除實(shí)際效果。江孟研究發(fā)現(xiàn)：多種多樣金屬材料離子共存時(shí)，微生物菌種對(duì)總體目標(biāo)正離子的去除實(shí)際效果有些降低。

(8)其他影響因素。

好氧顆粒污泥去除重金屬離子是一個(gè)多種多樣原因整體效果的全過程，其遭受諸多要素的危害，如水力發(fā)電剪切應(yīng)力、水解酸化池量、污泥齡、新陳代謝抑止因素等?，F(xiàn)階段好氧顆粒污泥的培育方式有多種多樣，塑造全過程立即危害淤泥的物理化學(xué)特點(diǎn)及微生物菌種有益菌遍布，而不一樣的有益菌是危害其吸附實(shí)際效果的一個(gè)主要要素。

4、好氧顆粒物解決重金屬污染污水的發(fā)展趨向

(1)繁雜物質(zhì)的原理研究。

具體污水通常多種多樣金屬離子并存的繁雜物質(zhì)，對(duì)好氧顆粒污泥除去重金屬超標(biāo)原理的研究應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)，關(guān)鍵對(duì)全過程動(dòng)力學(xué)分析和熱學(xué)進(jìn)行研究，探索吸咐全過程中的活化能和熵變狀況。

(2)改性材料和保留方式研究。

吸收劑的容積尺寸和應(yīng)用便利性是其現(xiàn)代化使用的一個(gè)主要要素，探索改性材料研究提升好氧顆粒污泥吸收劑的容積是一個(gè)主要方位，找尋不錯(cuò)的好氧顆粒污泥的保留方式是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提條件。

(3)分析和活性修復(fù)研究。

好氧顆粒污泥吸咐金屬離子后怎么才能完成金屬離子的合理回收利用和顆粒污泥活性的復(fù)原是個(gè)關(guān)鍵方位，尤其是合理回收利用貴金屬，推動(dòng)生物質(zhì)顆粒再利用，降低二次污染產(chǎn)生。

(4)加工工藝設(shè)備研究開發(fā)設(shè)計(jì)。

好氧顆粒污泥解決重金屬污染污水的根本宗旨是完成產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用，要融合好氧顆粒污泥自身的特點(diǎn)，加強(qiáng)生產(chǎn)流程和反應(yīng)釜開發(fā)設(shè)計(jì)，并利用具體污水開展研究，為完成現(xiàn)代化給予理論創(chuàng)新和具體參照。

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