【導(dǎo)讀】（,青海西寧810008；廢水的研究進展，并說明了各方法的優(yōu)缺點和適用范圍。生物強化技術(shù)特別是投菌活性污泥。電視機熒光屏等的原料；另外鎘還是原子核反應(yīng)堆用控制棒的材料之一[1]。成了它的環(huán)境污染。鎘污染首先是對土壤和水體的污染[2]。采和冶煉所產(chǎn)生的廢水、鎘化合物工業(yè)廢水、鎳鎘電池生產(chǎn)廢水及電鍍含鎘廢水。鎘對人體的危害引起了世界各。國的重視，各國均制定了相應(yīng)的國家標準。含鎘廢水在排放前必須進行處理，以達到排放的要求，避免污染中毒事件的發(fā)。因此，含鎘廢水的有效處理刻不容緩，研究、開發(fā)高效經(jīng)濟的含鎘廢水的處理技術(shù)，具。制一次中和槽pH=9～10，適當(dāng)提高二次中和槽的pH可達到較高的鎘去除率。時，鎘去除效果最佳。固液分離的目的。鎘的質(zhì)量濃度低于mg·L-1，達到國家排放標準。目前該法處理含鎘廢水還沒有得到廣泛應(yīng)用，磷酸鹽化學(xué)沉淀。合沉淀法處理了鋅、鎘廢水，用硫化物沉淀法作廢水的一級處理，石灰乳沉淀法作二級處理，

　　

【正文】 學(xué)基金的資助 NO： 50508044）這項技術(shù)就是將微生物技術(shù)和固定化技術(shù)相結(jié)合以達到更好的處理效果，其中硫酸鹽還原菌 (SRB) 污泥固定化技術(shù) [11,12] 是將 SRB 被包裹在微生物絮體 (或顆粒 )內(nèi)，使 SRB 不易游離分散 ，用以來處理廢水，可以減少出水 COD 偏高，對重金屬離子的毒害等負面影響。在此基礎(chǔ)上，為了技術(shù)的完善性和準確性，選擇最佳的污泥作為固定化的前提條件尤顯重要。 本文通過對氧化溝污泥和剩余污泥在 Postgate’ s C 培養(yǎng)基 [13] 中進行 onclick=g(39。厭氧 39。)。厭氧 改性培養(yǎng)，成功獲得了富含 SRB 的改性活性污泥。采用 MPN 法 [14] 分析改性活性污泥過程中微生物組成及分布比例的變化，更好地解釋了硫酸鹽還原菌 (SRB) 與產(chǎn)甲烷菌 (MPB) 相互競爭營養(yǎng)源的過程。同時，采用固定化技術(shù)包 埋污泥小球，并探討了不同污泥小球還原硫酸根能力的不同，處理含鋅含鎘廢水效果的不同來確定了最佳污泥。 實驗研究方法 實驗原料 污泥：以長沙市某污水廠氧化溝污泥和剩余污泥，將氧化溝段的活性污泥自然沉降濃縮，去除雜質(zhì)及表面懸浮物。剩余活性污泥經(jīng) 250 目的篩子過濾，去除其顆粒物和雜質(zhì)以備用。氧化溝活性污泥和剩余活性污泥的基本性質(zhì)如下表 1， 2 所示。 表 1 氧化溝活性污泥的基本性質(zhì) 表 2 剩余活性污泥的基本性質(zhì) 培養(yǎng)基： 硫酸鹽還原菌 (Postgate’ s C medium) { EMBED }； { EMBED }； { EMBED } ； { EMBED } ； { EMBED }； { EMBED }； { EMBED }；檸檬酸鈉 ；乳酸鈉 ；酵母浸膏 ； pH=7。 廢水：自配模擬不同濃度的硫酸鹽廢水和含鋅含鎘廢水。 實驗方法 （ 1）污泥的 onclick=g(39。厭氧 39。)。厭氧 培養(yǎng)馴化：將實驗污泥加入 SRB 專屬一體培養(yǎng)基（ Postgate’ s C 型培養(yǎng)基）， 密封后通入氮氣 30min 以排出水體和瓶中的殘余氧氣。然后將污泥瓶放入生化培養(yǎng)箱中 37177。 1℃恒溫培養(yǎng) 7 天。 （ 2）硫酸鹽還原菌的觀察：將硫酸鹽還原菌標本制樣，采用顯微鏡觀察拍照。 （ 3）微生物的計數(shù)：三管最大可能數(shù)法（ MPN） [14] 分析方法 （ 1）硫酸鹽的測定：鉻酸鋇分光光度法 [15]，波長為 420nm。 （ 2）重金屬鋅鎘離子含量的測定： 原子吸收分光光度法 [16] 2 結(jié)果與討論 onclick=g(39。厭氧 39。)。厭氧 污泥體系微生物的分布 將氧化溝污泥和剩余污泥經(jīng) Postgate’ s C 培養(yǎng)基 onclick=g(39。厭氧 39。)。厭氧 馴化后，污泥菌群中主要存在三類 細菌 [17]：硫酸鹽還原菌 (SRB)、產(chǎn)甲烷菌 (MPB)、發(fā)酵細菌 (leavening)，通過 MPN 法測 得 其 微 生 物 分 布 見 圖 1 。 圖 1 污泥 onclick=g(39。厭氧 39。)。厭氧 馴化后微生物的分布 由圖 1 可知，污泥經(jīng) onclick=g(39。厭氧 39。)。厭氧 馴化后，使硫酸鹽還原菌 (SRB)占優(yōu)，在進水約為 3g/l 硫酸鹽廢水的過程中， COD/SO42 ＜ [18],硫酸鹽還原菌生長占優(yōu)，有起初的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢將一直保持。 在 48 小時后，硫酸鹽還原菌的對數(shù)達到 ，隨后數(shù)量減少；而發(fā)酵細菌 (leavening)的對數(shù)在 6 附近徘徊，產(chǎn)甲烷菌 (MPB)在與硫酸鹽還原菌競爭營養(yǎng)源過程中，嚴重受到抑制。硫酸鹽還原菌經(jīng)馴化后已開始就處于對數(shù)增長，隨之達到穩(wěn)定期，隨后因為營養(yǎng)源的消耗，硫酸鹽還原菌受抑制，數(shù)量減少。所以在馴化培養(yǎng)中應(yīng)補足充分的營養(yǎng)源，使硫酸鹽還原菌一直占優(yōu)，為以后的實驗打下堅實的基礎(chǔ)。 圖 2，圖 3 為氧化溝污泥和剩余污泥經(jīng)培養(yǎng)馴化后的顯微鏡照片，可見污泥都成絮凝狀態(tài)，氧化溝污泥中的菌膠團聚集比較分散，大量的細菌都清 晰可見。圖 3 中剩余污泥的菌膠團聚集濃密，細菌的密度明顯高于圖 2 中的氧化溝污泥。污泥在馴化改性的過程中， 多種微生物菌群交織生長，膠團菌附著其上形成新生污泥，新生污泥逐漸成熟形成條狀、網(wǎng)狀污泥 ,形成更大的污泥絮凝體，表面多孔，更加有利于對細菌的吸附。剩余污泥中的顆粒污泥粒徑基本穩(wěn)定，形成穩(wěn)定菌群。 圖 4，圖 5 為氧化溝污泥和剩余污泥經(jīng)培養(yǎng)馴化后的上清液中硫酸鹽還原菌的照片。從可清晰看到剩余污泥培養(yǎng)馴化后的桿狀硫酸鹽還原菌數(shù)目明顯多于氧化溝污泥。 不同污泥培養(yǎng)馴化過程 SRB 對硫酸鹽的還原作用 采用不同的污泥（氧化溝污泥和剩余污泥）在 37177。 1 ℃的生化培養(yǎng)箱中加入 Postgate’s C 培養(yǎng)基培養(yǎng)馴化，每天取樣測其硫酸根離子的濃度，測得結(jié)果如（圖 6）所示。從圖6 可以看出，在 37177。 1 ℃的生化培養(yǎng)箱中， SRB 污泥經(jīng) 7 天時間的培養(yǎng)馴化，在相同的條件下，剩余污泥的硫酸鹽濃度由 ，氧化溝污泥的硫酸鹽濃度由 。兩種污泥中硫酸鹽都不斷的被還原，剩余污泥能把硫酸鹽濃度降到最低，其還原硫酸根離子的能力明顯高于氧化溝污泥。 圖 6 氧化溝污泥和剩余污泥還原硫酸根離子能力的比較 不同污泥固定化小球 ☆還原硫酸根離子能力比較 溫度的影響 把經(jīng)培養(yǎng)馴化好的剩余污泥和氧化溝污泥按固定化包埋方法 [ 19] 制成固定化污泥小球，小球經(jīng)交聯(lián)，熟化，內(nèi)聚營養(yǎng)源，激活后進行還原硫酸鹽的實驗 [20] 。進水的初始濃度 4g/L， 固定化污泥小球取 10g ，進水為 100ml， pH 值為 ，在不同溫度的恒溫振蕩水浴搖床中進行實驗。實驗結(jié)果如圖 圖 圖 9 所示： 從圖 圖 圖 9 可以看出在溫度為時剩余污泥所得的固定化小球能將硫酸鹽由 降到 ，在 20℃、 30℃時都達不到這樣的效果，只能將硫酸鹽由 原到 ，氧化溝污泥還原硫酸鹽的能力比剩余污泥要弱。由圖 圖 圖 9 得出剩余污泥還原的最佳溫度為 35℃，內(nèi)聚營養(yǎng)源污泥固定化小球所用污泥選擇剩余污泥。 進水初始濃度的影響 從前面不同的溫度考察實驗可知 ，在溫度為 35℃時無論是剩余污泥還是氧化溝污泥所得的固定化小球還原硫酸鹽的能力都是最好的。故以下的實驗采用的溫度為 35℃，固定化污泥小球取 10g ，進水取 100mL， pH 值為 ，在恒溫振蕩水浴搖床中進行實驗，每天 按時取樣。 從圖 10 可以看出氧化溝污泥固定化小球在 5 天時間內(nèi)對硫酸鹽的去除率最高也不到 80%，其中 1g/L 的硫酸鹽進水時，去除率可達 70%以上， 2g/L， 3 g/L， 4 g/L 的硫酸鹽進水時硫酸鹽的去除率都低于 70%。從圖 11 可看到剩余污泥固定化小球?qū)α蛩猁}的去除率在進水硫酸鹽為 1g/L 時可以達到 80%以上?？偟膩砜词切∏蛸|(zhì)量固定，在 35℃時進水的硫酸鹽濃度越低去除率越高。考慮本項目要求高濃度硫酸鹽來繁殖硫酸鹽還原菌，為后面的重金屬去除打好基礎(chǔ)，選擇 。 不同污泥 SRB 固定化小球處理高濃度重金屬廢水的效果 含鋅廢水 用硫酸鹽還原菌處理含鋅廢水的研究已比較廣泛 [21] ,但把 SRB 固定化用以來處理高濃度含鋅廢水的研究甚少。本實驗研究基于此基礎(chǔ)上進行的。采用 250mL 的錐型瓶若干，進水廢水為 100mL，不同污泥固定化小球為 10g ，在溫度為 35℃， pH 值為 ，在恒溫振蕩水浴搖床中進行高濃度含鋅廢水處理的實驗。實驗結(jié)果如圖 12 、圖 13。 圖 12 氧化溝污泥 SRB 固定化小球處理含鋅廢水 圖 13 剩余污泥 SRB 固定化小球處理含鋅廢水 從圖 12 可以看出，在同等實驗條件下，氧化溝污泥 SRB 固定化小球在進水濃度為400mg/L，時間為 24h 時， Zn(II)的去除率能達到 90%以上，在進水濃度為 600mg/L，800mg/L， .. 1000mg/L 時， Zn(II)去除率都低于 90%。在圖 13 中，剩余污泥 SRB 固定化小球在進水濃為 400mg/L ， 600mg/L， 800mg/L， 1000mg/L 時， Zn(II)的去除率能達到 90%以上，在反應(yīng)時間為 12h，進水濃度為 400mg/L 時去除率就達到了 90％以上，在反應(yīng)時間為 24h 時，進水濃度為 400mg/L 時 Zn(II)的去除率達到了 100% 。由以上的結(jié)果可知 ，剩余污泥的內(nèi)聚營養(yǎng)源 SRB 固定化小球處理高濃度含鋅廢水比氧化溝污泥內(nèi)聚營養(yǎng)源 SRB 固定化小球的處理效果要好，去除率要高。 含鎘廢水 采用 250mL 的錐型瓶若干，進水廢水為 100mL，不同污泥固定化小球為 10g ，溫度為 35℃， pH 值為 ，在恒溫振蕩水浴搖床中進行含鎘廢水處理的實驗。實驗結(jié)果如圖 14 、圖 15 所示。 圖 14 氧化溝污泥 SRB 固定化小球處理含鎘廢水 圖 15 剩余污泥 SRB 固定化小球處理含鎘廢水 由圖 14 可知氧化溝污泥 SRB 固定化小球處理含鎘廢水在反應(yīng) 時間為 8h 時，進水濃度為 200mg/L， Cd（ II）的去除率達 90%以上，而在進水濃度為 300 mg/L 、 400 mg/L、500 mg/L 時 Cd（ II）的去除率在 80％左右。在反應(yīng)時間為 16h，不同的進水濃度為 200 mg/L 、 300 mg/L、 400 mg/L、 500 mg/L 時 Cd（ II）的去除率都達 95％左右。圖 15 中可知剩余污泥 SRB 固定化小球處理含鎘廢水在反應(yīng)時間為 4h，進水濃度為 200mg/L 時，Cd（ II）的去除率就達到了 85％以上，之后隨時間的增長，去除率一直上升，在反應(yīng) 時間為 16h 時 Cd（ II）的去除率就達到了 98％左右。在反應(yīng)時間 8h 時，進水濃度為 200 mg/L 、 500 mg/L 時， Cd（ II） ..的去除率就達到了 95％以上，進水濃度為 300 mg/L、 400 mg/L 時， Cd（ II）的去除率達到了 85％左右。剩余污泥固定化小球在反應(yīng)時間為 8h 時，Cd（ II）的進水濃度為 500mg/ 時 Cd（ II）的去除率就達到了 95％左右，而氧化溝污泥固定化小球 Cd(II)的去除率不到 80%。從以上的圖 14，圖 15 可知，剩余污泥的內(nèi)聚營養(yǎng)源 SRB 固定化小球處理高濃 度含鎘廢水比氧化溝污泥內(nèi)聚營養(yǎng)源 SRB 固定化小球的處理效果要好，去除率要高。 3 結(jié)論 1）通過在氧化溝污泥和剩余污泥中加入 Postgate’ s C 培養(yǎng)基，在 onclick=g(39。厭氧39。)。厭氧 條件下馴化培養(yǎng)出以硫酸鹽還原菌 (SRB) 占優(yōu)的菌群，在進水約為 3g/l 硫酸鹽廢水的過程中， COD/SO42＜ ,硫酸鹽還原菌生長占優(yōu)，有起初的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢將一直保持?？疾炝搜趸瘻衔勰嗪褪Ｓ辔勰? onclick=g(39。厭氧 39。)。厭氧 體系微生物的分布，發(fā)現(xiàn)剩余污泥中硫酸鹽還原菌 的數(shù)目多于氧化溝污泥。 2）在 37177。 1 ℃的生化培養(yǎng)箱中經(jīng) 7 天時間的培養(yǎng)馴化，在相同的條件下，剩余污泥的硫酸鹽濃度由 ，而氧化溝污泥的硫酸鹽濃度由 能下降到 。 3）在 pH 值為 時，考察不同的溫度不同的進水初始濃度，比較剩余污泥固定化小球和氧化溝污泥固定化小球?qū)α蛩猁}的還原能力，得出最佳溫度為 35℃，進水的初始硫酸鹽濃度為 4g/L。 4）在溫度為 35℃， pH 值為 ，硫酸鹽濃度為 4g/L 時，剩余污 泥固定化小球在反應(yīng)時間為 24h 時， Zn(II)的進水濃度為 400mg/L 時， Zn(II)的去除率達到了 100%，而氧化溝污泥固定化小球 Zn(II)的去除率只有 90%左右；剩余污泥固定化小球在反應(yīng)時間為 8h 時， Cd（ II） .. 的進水濃度為 500mg/ 時， Cd（ II）的去除率就達到了 95 ％左右，而氧化溝污泥固定化小球 Cd(II)的去除率不到 80% 。