【摘要】：截至2014年底,全國設(shè)市城市、縣累計(jì)建成污水處理廠3717座,污水處理能力達(dá)1.57億立方米/日,預(yù)計(jì)到2015年,全年城鎮(zhèn)污水處理廠污泥(含水率為80%)產(chǎn)生量將達(dá)到3359萬噸,即日產(chǎn)污泥9.2萬噸。污泥具有含水量高、重金屬含量高和病原污染等特點(diǎn),污泥中的重金屬嚴(yán)重限制了污泥資源化利用,并且會(huì)通過食物鏈富集到人體和動(dòng)物體內(nèi),危害人類的健康。近年來,許多研究發(fā)現(xiàn)絲狀真菌產(chǎn)生的有機(jī)酸能溶解或螯合環(huán)境中的重金屬,達(dá)到治理重金屬污染的目的。本文從無錫太湖污水處理廠污泥中分離得到一株產(chǎn)小分子有機(jī)酸的產(chǎn)黃青霉菌,考察了其去除污泥中重金屬的效果,研究了不同培養(yǎng)方法及不同污泥含固率下對(duì)該菌污泥中重金屬浸出的影響,并考察了其和自養(yǎng)菌聯(lián)合作用去除重金屬的效果。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)自太湖新城污水處理廠濃縮池污泥中分離得到4株真菌,分別為毛霉菌、產(chǎn)黃青霉、簡(jiǎn)青霉和皮殼青霉,經(jīng)實(shí)驗(yàn)選擇了一株產(chǎn)草酸、檸檬酸、丙酮酸等小分子有機(jī)酸,酸化污泥環(huán)境的真菌,經(jīng)形態(tài)學(xué)及ITS rDNA序列分析鑒定為產(chǎn)黃青霉(Penicillium chrysoqenum),并命名為Penicilliumsp.ZG-16。該菌的適宜生長(zhǎng)溫度在20～35℃,適宜生長(zhǎng)pH為3.0～8.0,對(duì)重金屬離子Zn~(2+)、Cu~(2+)和Cd~(2+)抑制率80%濃度分別為200 mg/L、300 mg/L和500 mg/L,能耐受較高濃度的重金屬。經(jīng)過7天的純培養(yǎng),pH由初始5.0降至2.98,草酸、蘋果酸、檸檬酸、丙酮酸和琥珀酸產(chǎn)量分別3.2 mmol/L、9.8 mmol/L、23.3 mmol/L、6.9 mmol/L 和 3.5mmol/L。(2)利用Penicilliumsp.ZG-16能有效浸出污泥中重金屬。在加蔗糖的污泥和不加任何物質(zhì)的污泥中接入10%(v/v)培養(yǎng)2 d的真菌菌絲,在10 d后,只加菌絲的污泥中幾乎沒有重金屬浸出,加蔗糖和菌絲的污泥中重金屬浸出率分別為Cd 4%、Cr 0.1%、Cu 2.1%、Ni 15%、Pb 3.7%和Zn 28%。產(chǎn)黃青霉需要額外添加碳源促進(jìn)其在污泥中生長(zhǎng)代謝,本文選擇蔗糖作為碳源,經(jīng)其處理后污泥中重金屬能有效浸出。(3)絲狀真菌Penicillium sp.ZG-16處理污泥過程中,污泥含固率是影響污泥重金屬浸出的重要因素。污泥體系pH隨著污泥含固率的降低而降低,在初始pH為7.0的情況下,1.1%含固率下污泥pH最低降至2.1,1.7%含固率下污泥體系pH降至2.5,3.4%含固率下污泥體系pH只能降至2.9。污泥含固率越低,有機(jī)酸產(chǎn)量越高,相應(yīng)的重金屬浸出率也越高,當(dāng)污泥含固率為1.1%時(shí),各重金屬浸出率最大(Cd62%、Cr81%、Cu 20%、Ni 40%、Pb 57%、Zn 95%);污泥含固率為1.7%時(shí),浸出效果也較為理想(Cd45%、Cr51%、Cu14%、Ni30%、Pb43%、Zn70%);而當(dāng)含固率升至 3.4%時(shí),污泥中各種金屬浸出效果較差(Cd4%、Cr 0.1%、Cu 2.1%、Ni 15%、Pb 3.7%、Zn 28%)。對(duì)有機(jī)酸產(chǎn)量、pH和重金屬浸出率做回歸性分析可知,檸檬酸、丙酮酸和pH對(duì)各重金屬影響較大,而草酸對(duì)各重金屬影響較小。檸檬酸和丙酮酸是影響Cd浸出率的主要因素;草酸和檸檬酸對(duì)Cr浸出率影響最大;pH是影響Cu和Ni浸出率的關(guān)鍵因素;Pb浸出率受檸檬酸影響最明顯;檸檬酸和pH對(duì)Zn影響最大。(4)根據(jù)重金屬浸出的影響因素不同,選用的微生物種類也不同。自養(yǎng)菌選用本實(shí)驗(yàn)室分離保存的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5(CGMCC NO.0727),真菌采用本實(shí)驗(yàn)中的產(chǎn)黃青霉Penicilliumsp.ZG-16。采用三種不同的接種順序:同時(shí)接種自養(yǎng)菌A.ferooxidansLX5和真菌Penicillium sp.ZG-16;先接A.ferrooxidans LX5 兩天后接 Penicillium sp.ZG-16;先接 Penicillium sp.ZG-16 兩天后接A.ferrooxidans LX5。采用絲狀真菌Penicillium sp.ZG-16和嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌A.ferrooxidansLX5聯(lián)合處理浸出污泥中時(shí)發(fā)現(xiàn),Cd比較適合采用真菌和自養(yǎng)菌同步接種處理,Cr、Cu和Ni比較適合采用自養(yǎng)菌單獨(dú)浸出,而Zn不論采用真菌處理還是自養(yǎng)菌浸出,都能取得理想效果。本文研究對(duì)于產(chǎn)黃青霉生物瀝浸去除污泥中的重金屬應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703;X172

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