1、隨著我國城市化進程的加快，各城市(城鎮(zhèn))污水處理廠相繼建成，大大減輕了城市生活污水和工業(yè)廢水對水環(huán)境的污染。但是，城市污水處理率的提高也帶來了新的問題，即城市污水污泥如何安全處理和處置。一方面，城市污泥中含有豐富的氮、磷、鉀和有機質(zhì)等植物性營養(yǎng)元素，是很好的肥源和良好的土壤改良劑，具有廣闊的資源化農(nóng)用前景。而另一方面，城市污泥中存在的高濃度有毒有害重金屬元素，則嚴重制約了城市污泥資源化農(nóng)用。在我國由于城市污水處理工藝、城市污水性質(zhì)和城市

2、經(jīng)濟類型的差異，使得我國多數(shù)城市污水廠的剩余污泥中的Cu、Zn等重金屬元素普遍超過《農(nóng)用污泥污染物控制標準》GB4248-84的相關(guān)標準，因此，采取有效的措施對城市污泥中高濃度重金屬的生物毒性和含量加以控制顯得十分迫切和必要。
　　 針對這一課題，不少學者提出一些新穎的城市污泥中重金剔除技術(shù)和方法，其中生物瀝濾技術(shù)被眾多學者譽為城市污泥的綠色潔凈化技術(shù)，其處理成本較低、處理效果好、易于大規(guī)模推廣等特點，成為當前污泥(沉積物)中重

3、金屬污染治理的熱點。目前，對于生物瀝濾法去除污泥中重金屬的研究仍以純菌種的玻皿實驗為主，而對該技術(shù)的工程應(yīng)用時的實際情況缺乏系統(tǒng)研究。因此，從生物瀝濾的工程應(yīng)用角度出發(fā)，按工程化運行特點對這一技術(shù)進行全面研究顯得十分重要。
　　 本文以桂林城市污水處理廠的剩余污泥為研究對象，以有效去除和降低城市污泥中高濃度重金屬含量和生物毒性為目標，在研究氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫桿

4、菌(Acidithiobacillus thiooxidans)兩類瀝濾微生物的生長特征基礎(chǔ)上，從生物瀝濾裝置的選擇、工藝流程的設(shè)計、瀝濾運行參數(shù)優(yōu)選、瀝后污泥潛在生物毒性評價等幾個方面對工程中應(yīng)用生物瀝濾技術(shù)這一課題進行了系統(tǒng)地研究。
　　 本文對桂林城市污水污泥成分進行詳細分析，得出桂林城市污泥有機質(zhì)和總養(yǎng)分分別為426g/kg和99.1g/kg，具有較高的農(nóng)用價值。污泥中Cu、Zn、Cd含量超過我國污泥農(nóng)用的相關(guān)標準，是研

5、究生物瀝濾去除的主要對象。采用Tessier連續(xù)提取法對污泥中重金屬化學形態(tài)進行了分析，污泥中Cu、Pb、Ni、Cr主要以穩(wěn)定性較好的硫化物及有機結(jié)合態(tài)(Organ)和殘渣態(tài)(Resd)形式存在，Zn和Cd以不穩(wěn)定態(tài)形式存在為主，污泥中各重金屬的潛在生物有效性強弱為：Cd＞Zn＞Ni＞Pb＞Cu＞Cr。
　　 為提高生物瀝濾技術(shù)去除城市污泥重金屬的工程應(yīng)用價值，本研究在分析我國中小城鎮(zhèn)污水處理廠現(xiàn)有污水污泥處理設(shè)施完善程度的基礎(chǔ)

6、上首次提出了采用序批式生物反應(yīng)器為瀝濾主體構(gòu)筑物的生物瀝濾除污泥重金屬工藝。
　　 文中對分別采用氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌進行生物瀝濾的各主要影響因素進行了研究，確定了以二沉池出泥(剩余污泥)為瀝濾對象時的生物瀝濾各運行參數(shù)。其中氧化亞鐵硫桿菌瀝濾體系的最佳運行條件為：底物投加量10g/L、溫度25℃、曝氣強度0.4L/(min·L)、接種量為30％。氧化硫硫桿菌瀝濾體系的最佳運行條件為：底物投加量3g/L、硫顆粒平均粒徑1

7、65um、溫度20～30℃、曝氣強度1.0 L/(min·L)、接種量10％。并對兩嗜酸菌瀝濾在最佳運行條件下的工程運行周期進行了分析，確定氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌瀝濾體系的適宜運行周期和多批次運行的穩(wěn)定性進行了分析，表明此兩瀝濾體系的最佳運行周期為2天和3天，經(jīng)多批次運行時污泥的酸化和重金屬去除效果較好且運行穩(wěn)定。
　　 為了解嗜酸微生物的微觀生長特征，研究以桂林城市污泥為培養(yǎng)介質(zhì)，經(jīng)多次富集純化得到污泥土著氧化硫硫桿菌和

8、氧化亞鐵硫桿菌，并根據(jù)嗜酸菌生長及代謝底物特點，引入Michaelis-Menten方程，推導出嗜酸菌的生長動力學方程。得到氧化亞鐵硫桿菌生長動力學參數(shù)Ks=13.763g/L，μm=0.169 h-1；氧化硫硫桿菌的生長動力學參數(shù)Ks=1.836 g/L，μm=0.075 h-1。
　　 為研究瀝濾過程中污泥中重金屬遷移及各化學形態(tài)釋放特征，對瀝濾過程中污泥中重金屬的含量和化學形態(tài)進行了分析，結(jié)果表明經(jīng)過生物瀝濾處理后，污泥中

9、主要高濃度重金屬Cu、Zn和Cd的殘余濃度均符合《農(nóng)用污泥污染物控制標準》GB4248-84的相關(guān)標準，瀝濾后污泥中Cu，Zn和Cd均能以化學性質(zhì)較穩(wěn)定的硫化物及有機物結(jié)合態(tài)(Organ態(tài))和殘渣態(tài)(Resd態(tài))形式存在，并對Cu、Zn、Cd的各化學形態(tài)在瀝濾體系中的釋放能力進行分析研究。
　　 采用了當前較為先進的沉積物質(zhì)量基準法(SQGs)和Hakanson指數(shù)法對瀝濾前后污泥中重金屬的潛在生物毒性進行了定性和定量的評價，結(jié)