从各重金属的去除效果来看,接种量为5%时的去除率均低于其他两种接种量下的去除率,和不接种情况下的去除率基本相当。10%接种量下各元素的去除率分别为:Cu 68.06%,Zn 89.31%,Cd 84.59%,Ni 69.68%。25%接种量下各元素的去除率分别为:Cu 67.75%,Zn 89.37%,Cd 84.77%,Ni 68.13%。从以上数据可以看出,两者的去除效果基本相当,这也和前面分析的两者pH值变化相似相对应。从以上分析可以看出,驯化污泥接种量为10%时,能缩短酸化周期,提高去除效果,低于此值,接种带来的效果不明显;高于此值,运行成本升高,但处理效果难进一步提高。试验过程中还对10%接种量条件下,投配比分别为5g•L-1和7g•L-1时的驯化周期和去除效果进行测定,结果见图5和图6。
图5 10%接种量下不同投配率的污泥驯化周期
图6 10%接种量下不同投配率的重金属去除效果
从图5可见,此两种投配率下的污泥驯化周期均为5~6d,比同条件下不接种时的驯化周期缩短5d左右,并且最终的pH值也降低至2.5左右。从图6的去除效果也可以看出,在10%接种的条件下,各重金属的去除率比不接种时均有所提高。图6和图4的结果进行对比,不难发现,7g•L-1投配比下的去除率和10g•L-1投配比下的去除率基本相当。这再次表明10%的接种量能明显缩短污泥驯化周期并提高去除效果,在此接种量条件下,最佳投配比也可以降至7g•L-1。
2.3机理分析
活性污泥中普遍存在氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)和氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans,T.t),它们是2种化能自养微生物,能通过氧化硫酸亚铁或还原性硫化合物获得能量。若在污水及污泥中投加此类物质会导致这些细菌大量繁殖。
硫代硫酸钠作为硫和许多还原性硫化合物的氧化过程最主要的中间产物之一,硫代硫酸钠可被T.f和T.t作为能源物质加以利用[14]。在代谢过程中,能产生硫酸,使pH值降低,使污泥中的重金属元素沥出,再通过固液分离去除重金属。污泥酸化过程中T.f和T.t对硫代硫酸根的可能代谢途径[13]如图7所示。
图7 T.f和T.t对硫代硫酸根离子的代谢过程示意
3结论