隨著我國(guó)污水處理產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,城市污水處理率大幅提升,由此產(chǎn)生的污泥量也不斷增大。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2014年3月底,全國(guó)市、縣累計(jì)建成污水處理廠3 622座,污水處理能力約1.53億m3/d,污泥產(chǎn)率按每產(chǎn)1萬t污水產(chǎn)1.5 t干污泥計(jì),則我國(guó)全年濕污泥產(chǎn)量達(dá)到4 131萬t (含水率80%)。目前我國(guó)80%的污泥尚未實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化和安全妥善處置,已造成極大的安全隱患和環(huán)境壓力。污泥的穩(wěn)定化處理、安全處置和資源化利用已成為污水處理領(lǐng)域亟需重點(diǎn)解決的問題,開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的資源化無害化污泥最終處置技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　環(huán)境立法越來越嚴(yán)格,污泥衛(wèi)生填埋、投海等方式逐步被禁止,污泥焚燒由于成本太高,也運(yùn)用較少。而污泥土地利用因投資少、實(shí)施方便、污泥養(yǎng)分可利用等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是目前中國(guó)極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式。我國(guó)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》鼓勵(lì)采用土地利用方式處置符合標(biāo)準(zhǔn)的污泥,污泥土地利用將成為我國(guó)今后污泥處置的主要方向。而污泥土地利用的最大障礙是污泥的高含水率、重金屬污染和病原菌危害。根據(jù)研究表明,生物淋濾技術(shù)可以顯著地改善污泥脫水性能〔1, 2〕、去除重金屬〔3, 4〕、消除病原菌〔5〕。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)〔6〕對(duì)城市污泥、工業(yè)污泥進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究,在此基礎(chǔ)上建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)污泥生物瀝浸處理示范工程生產(chǎn)線,并于2010年在江蘇無錫太湖新城污水處理廠建立起國(guó)內(nèi)第一座污泥生物瀝浸處理工廠,處理后的污泥自然重力濃縮到含水90%,體積減少2/3,重金屬溶出率達(dá)90%以上。生物淋濾技術(shù)是一種高效、環(huán)境友好的重金屬脫毒技術(shù),為解決目前大量污泥重金屬無害化、資源化問題提供了技術(shù)支撐,是近十幾年興起的污泥重金屬污染控制技術(shù)的研究前沿〔7〕。

　　1 污泥重金屬生物淋濾作用機(jī)理

　　國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者已對(duì)城市污泥中重金屬處理做了大量的研究。目前,污泥中重金屬的去除方法概括來說可分為物理法、化學(xué)法、生物淋濾法。生物淋濾(bioleaching)也稱生物瀝濾、生物瀝浸。生物淋濾起源于微生物濕法冶金,是在有氧及CO2為唯一碳源條件下,利用氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌、鐵氧化鉤端螺旋菌等嗜酸菌的氧化還原反應(yīng)與酸化作用,將污泥中難溶的重金屬硫化物及其他方式存在的重金屬化合物變成溶解態(tài)的重金屬離子進(jìn)入液相,然后通過固液分離方法加以去除。

　　根據(jù)嗜酸性硫桿菌作用方式的不同,污泥重金屬的生物淋濾可以分為兩種作用機(jī)理〔8, 9〕:直接淋濾機(jī)理與間接淋濾機(jī)理。

　　直接淋濾機(jī)理:嗜酸性硫桿菌直接吸附在污泥中的非鐵金屬硫化物表面,通過氧化酶系統(tǒng)直接將非鐵金屬硫化物氧化成溶解態(tài)的重金屬硫酸鹽。

　　間接淋濾機(jī)理:嗜酸性細(xì)菌不直接作用于污泥重金屬化合物,重金屬的去除主要通過化學(xué)反應(yīng)過程完成。根據(jù)污泥中還原性物質(zhì)的種類不同,又分為兩種作用過程,第一種是硫氧化菌將污泥中的單質(zhì)硫或還原性硫化物氧化為硫酸,降低污泥體系中的pH,進(jìn)而促使固態(tài)的重金屬化合物變成溶解態(tài)的重金屬離子;另一種是硫桿菌先將液相中的Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+反過來將低價(jià)態(tài)的重金屬硫化物氧化成溶解態(tài)的重金屬硫酸鹽,自身還原為Fe2+,同時(shí)污泥體系中的pH降低,構(gòu)成一個(gè)氧化還原反應(yīng)循環(huán),重金屬隨之不斷成為離子態(tài),生物淋濾得以完成。

　　2 污泥重金屬生物淋濾影響因素

　　污泥重金屬生物淋濾是包括生物吸附、生物氧化、化學(xué)溶解的復(fù)雜生化過程。重金屬淋濾效率很大程度上取決于微生物活性、污泥的化學(xué)成分及特性、重金屬的礦物學(xué)特性等因素,當(dāng)淋濾條件達(dá)到微生物的最佳生長(zhǎng)條件,才能獲得較好的淋濾效果。

　　2.1 初始pH

　　生物淋濾細(xì)菌的生長(zhǎng)和污泥重金屬的溶出需要適宜的pH,細(xì)菌的生長(zhǎng)速率與污泥pH的自然對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系。亞鐵離子和硫化物的生物氧化最佳pH是2.0~2.5,pH低于2.0時(shí),盡管氧化亞鐵硫桿菌可以在更低pH條件下生長(zhǎng)〔10〕,但氧化亞鐵硫桿菌的生長(zhǎng)也會(huì)受到一定的抑制。黃峰源等〔11〕采用純培養(yǎng)方式研究了淋濾系統(tǒng)初始pH對(duì)氧化硫硫桿菌生長(zhǎng)活性的影響,研究發(fā)現(xiàn)在初始pH為2.0~6.0時(shí)硫桿菌均保持良好的活性。但華玉妹等〔12〕采用混合培養(yǎng)方式對(duì)不同初始pH的污泥重金屬進(jìn)行生物瀝濾試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)污泥初始pH對(duì)污泥重金屬的生物瀝濾效果影響較大,初始pH越小,重金屬溶出效果越好。

　　2.2 氧化還原電位

　　氧化還原電位(ORP)是影響污泥重金屬生物淋濾效果的重要因子。對(duì)于間接淋濾作用,ORP的上升和pH的下降是同時(shí)發(fā)生的,主要是由于嗜酸性硫桿菌將污泥中的Fe2+氧化成Fe3+并同時(shí)產(chǎn)生硫酸,或?qū)⑦�原態(tài)硫氧化成硫酸所致〔13〕。

　　2.3 微生物種類

　　目前用于污泥重金屬生物淋濾的微生物大致可分為嗜溫自養(yǎng)菌、嗜熱自養(yǎng)菌、嗜溫異養(yǎng)菌。最常見的嗜溫自養(yǎng)菌是氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌〔14〕,其可以在20~40℃的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng),但最佳生長(zhǎng)溫度為30℃左右。L.C.Chan等〔15〕利用厭氧消化污泥作為瀝濾介質(zhì),分別采用氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌進(jìn)行瀝濾試驗(yàn),氧化亞鐵硫桿菌的酸化速度比氧化硫硫桿菌快,但氧化亞鐵硫桿菌對(duì)Cu的去除率只有氧化硫硫桿菌的80%。嗜熱自養(yǎng)菌主要是以硫代硫酸鹽和單質(zhì)硫?yàn)槟茉吹氖葻崃蜓趸�硫化桿菌,其極端生長(zhǎng)溫度可達(dá)到70℃。嗜溫異養(yǎng)菌主要有細(xì)菌(芽孢桿菌、假單胞桿菌)和真菌(曲霉菌、青霉菌)。

　　2.4 營(yíng)養(yǎng)物類型及投加量

　　嗜酸性硫桿菌生長(zhǎng)所需要的能源物質(zhì)主要有還原性硫(單質(zhì)硫、硫代硫酸鈉和黃鐵礦等)以及亞鐵鹽(硫酸亞鐵),其重金屬淋出效果依次為:硫酸亞鐵>單質(zhì)硫>硫代硫酸鹽〔16〕。Shaobao Shen等〔17〕研究了硫投加量對(duì)重金屬Cr及其他重金屬去除效果的影響,結(jié)果表明:隨著硫投加量的增加,污泥混合液的pH逐漸下降,而且Cr (Ⅲ)、Al和Fe的去除效果越好。周立祥等〔13〕采用生物淋濾法脫除制革污泥中鉻的研究表明,單質(zhì)硫的投加量對(duì)鉻的淋濾效果影響很大,硫的投加量以4 g/L為最佳。景艷波等〔18〕研究了亞鐵鹽投加量對(duì)淋濾pH的影響,發(fā)現(xiàn)添加5~10 g/L FeSO4·7H2O有利于pH的降低,如果再增加FeSO4·7H2O的投加量,pH的變化不明顯。除了投加還原性硫和亞鐵鹽等能源物質(zhì),生物淋濾系統(tǒng)中還需要投加微生物生長(zhǎng)所必需的眾多營(yíng)養(yǎng)物,如銨、磷、鎂、鉀等鹽。Guanyu Zheng等〔19〕研究發(fā)現(xiàn)額外添加1.6 g/L的磷酸二氫鉀可以促進(jìn)污泥生物淋濾過程,大大縮短淋濾時(shí)間。

　　2.5 曝氣量和溶解氧

　　嗜酸性硫桿菌一般都是好氧型化能自養(yǎng)菌,充足的氧氣供應(yīng)是其生長(zhǎng)的首要條件。H.Seidel等〔20〕研究了氧氣限制對(duì)污染沉積物重金屬生物淋濾的影響,通過28 d的淋濾試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)低溶解氧時(shí),污泥酸化會(huì)受到較長(zhǎng)時(shí)間的抑制,且重金屬溶出率低,當(dāng)氧氣供應(yīng)充足時(shí),硫氧化完全,并且可獲得最大的重金屬溶出率。在氣升式反應(yīng)器一般1 L污泥需要空氣流量為1 L/min,在連續(xù)攪拌池式反應(yīng)器中一般1 L污泥需要空氣流量為0.5 L/min。Y.Filali-Meknassi等〔21〕研究了曝氣強(qiáng)度和溶解氧對(duì)同步污泥消化和重金屬淋濾的影響,隨著溶解氧的增加(從2 mg/L升到7 mg/L),ORP、酸化率、總揮發(fā)性固體去除率也隨之增加,但是淋濾的各個(gè)階段對(duì)溶解氧的需求是不同的,淋濾系統(tǒng)維持2 mg/L的溶解氧即可獲得較好的效果。許立巍等〔22〕采用5種不同曝氣強(qiáng)度進(jìn)行了污泥重金屬生物瀝濾試驗(yàn),研究表明曝氣強(qiáng)度對(duì)生物瀝濾酸化速度、程度和底物利用率產(chǎn)生較為明顯的影響,曝氣強(qiáng)度應(yīng)大于0.3 L/(min·L)。

　　2.6 抑制因子

　　對(duì)生物淋濾有抑制作用的因子主要有金屬離子、陰離子、小分子有機(jī)酸等。在生物淋濾后期,溶出的重金屬離子含量較高,可能導(dǎo)致淋濾細(xì)菌的中毒。黃峰源等〔11〕對(duì)氧化硫硫桿菌TS6做了重金屬耐受性試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)TS6有較強(qiáng)的重金屬耐受性,可耐受Cr3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+分別超過1 500、400、1 000、250 mg/L。也有一些研究者發(fā)現(xiàn)極限耐受濃度遠(yuǎn)大于上述濃度,如張?zhí)K文〔23〕分離純化了1株氧化亞鐵硫桿菌,并研究了其在純培養(yǎng)液體培養(yǎng)基中對(duì)Cr3+、Cu2+、Zn2+等金屬的極限耐受質(zhì)量濃度分別為1 040、6 350、6 540 mg/L。李洪枚等〔24, 25, 26〕研究了Mg2+、Cu2+、Ni2+和Co2+對(duì)氧化亞鐵硫桿菌生長(zhǎng)活性的影響,發(fā)現(xiàn)經(jīng)馴化后,氧化亞鐵硫桿菌的重金屬耐受能力明顯提高,其中,Ni2+極限耐受質(zhì)量濃度更是高達(dá)40 g/L。

　　D.Fournie等〔27〕研究發(fā)現(xiàn)氧化亞鐵硫桿菌在經(jīng)過高溫滅菌的污泥中不能發(fā)生氧化反應(yīng)和酸化作用,證明水溶性有機(jī)物,特別是小分子有機(jī)酸對(duì)無機(jī)化能細(xì)菌有毒害作用。初立恩等〔28〕研究了幾種外源有機(jī)酸對(duì)氧化硫硫桿菌生長(zhǎng)的影響,0.5 mmol/L的丙酮酸不影響硫的氧化,0.1~1 mmol/L的丙酮酸能使硫桿菌生長(zhǎng)滯后期延長(zhǎng),但不能阻止菌的生長(zhǎng);1~1.5 mmol/L的α-酮戊二酸能使氧化硫硫桿菌生長(zhǎng)滯后期延長(zhǎng)1 d,但進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后,比生長(zhǎng)速率和倍增時(shí)間均沒有受到影響。魯順保等〔29〕也得出類似的結(jié)論:二羧基有機(jī)酸對(duì)硫細(xì)菌的影響不大,而單羧基有機(jī)酸對(duì)生物瀝濾的影響較大;芳香族有機(jī)酸對(duì)硫細(xì)菌有明顯的抑制作用,但其抑制作用不及小分子有機(jī)酸顯著。

　　3 污泥重金屬生物淋濾反應(yīng)器及工藝流程

　　根據(jù)反應(yīng)器和流程類型不同,污泥重金屬生物淋濾的處理工藝可以分為序批式、連續(xù)式、兩段式、復(fù)合式等工藝流程。

　　3.1 序批式生物淋濾工藝

　　由于操作簡(jiǎn)單、易獲得具有可比性的試驗(yàn)數(shù)據(jù),目前大部分生物淋濾研究都集中在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的序批式工藝。L.Wong等〔30〕在1984年報(bào)道采用序批式生物淋濾工藝對(duì)厭氧消化污泥進(jìn)行重金屬脫除,在以FeSO4為能源的條件下,淋濾8 d,其重金屬Cu、Ni、Zn、Cd、Pb溶出率分別為65%、78%、87%、86%、0。L.Xiang等〔31〕對(duì)厭氧消化污泥進(jìn)行了16 d的序批式生物淋濾處理,發(fā)現(xiàn)添加了土著鐵氧化菌和FeSO4的系統(tǒng),其重金屬Cr、Cu、Zn、Ni、Pb溶出率較高,分別為55.3%、91.5%、83.3%、54.4%、16.2%,而沒有添加菌種和能源物質(zhì)的系統(tǒng),其重金屬Cr、Cu、Zn、Ni、Pb溶出率很低,分別為2.6%、42.9%、72.1%、22.8%、0.56%。S.Y.Chen等〔32〕采用氣升式環(huán)流反應(yīng)器對(duì)底泥重金屬生物瀝濾試驗(yàn),Cu、Zn、Mn、Ni、Pb的溶出率分別為97%~99%、96%~98%、62%~68%、73%~87%、31%~50%。Di Fang等〔33〕采用混合菌TS6和B65,在內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器中進(jìn)行生物瀝濾去除制革污泥鉻的試驗(yàn),混合菌瀝濾3 d的鉻去除效果等同于單一TS6運(yùn)行5 d的效果。同時(shí),通過序批式搖床培養(yǎng),考察了污泥回流比對(duì)制革污泥脫毒過程的影響,脫毒反應(yīng)8 d后對(duì)鉻的去除率高達(dá)100%〔34〕。為了強(qiáng)化生物瀝濾過程中污泥硫細(xì)菌與單質(zhì)硫之間的傳質(zhì),陳英旭等〔35〕設(shè)計(jì)了一個(gè)14 L的連續(xù)攪拌生物瀝濾反應(yīng)器,提高了硫的利用率,經(jīng)過14 d,城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中Cu和Zn的去除率分別達(dá)到59.7%和80.4%。華玉妹等〔36〕選用2%硫細(xì)菌混合菌液接種量,序批試驗(yàn)研究了污泥中重金屬的生物瀝濾,瀝濾時(shí)間控制在5~6 d,Cu、Pb和Zn的瀝濾效果可達(dá)到最佳,瀝出率分別為96.5%、41.4%和82.9%。Yuan?鄄shan Wang等〔37〕利用制革污泥中土著菌在鼓泡塔式反應(yīng)器中進(jìn)行制革污泥的生物淋濾試驗(yàn),淋濾5 d后Cr的去除率達(dá)到99.7%。劉奮武等〔2〕在體積為700 L的生物瀝浸反應(yīng)器中對(duì)城市污泥進(jìn)行了連續(xù)3批生物瀝浸批式中試研究,重金屬Cu和Zn去除率分別達(dá)到58%和88%。

　　3.2 連續(xù)式生物淋濾工藝

　　為了使污泥中重金屬含量達(dá)到排放或資源化利用要求,序批式生物淋濾工藝需要很長(zhǎng)的停留時(shí)間。而連續(xù)式生物淋濾工藝可以縮短停留時(shí)間,單位時(shí)間內(nèi)處理量增大,更適合規(guī)�；�生產(chǎn)運(yùn)行。由于連續(xù)攪拌式反應(yīng)器(CSTR)操作簡(jiǎn)單、控制方便,以及空氣提升式反應(yīng)器(ALR)傳質(zhì)效率和氧轉(zhuǎn)移效率高,目前對(duì)于連續(xù)式生物淋濾工藝的研究大部分采用CSTR和ALR內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器。其中,利用內(nèi)循反應(yīng)器作為生物瀝濾工藝脫除污泥重金屬有著廣闊的應(yīng)用前景。

　　1990年D.Couillard等〔38〕采用CSTR和CSTRWR (帶有污泥回流的CSTR)兩種工藝進(jìn)行生物淋濾試驗(yàn),結(jié)果表明:CSTR和CSTRWR兩種工藝在相同運(yùn)行條件下的處理效率基本相當(dāng),Ni和Cd的最大去除率分別達(dá)到82.4%~83%、83.3%~85%。R.D.Tyagi等〔39〕比較研究了體積為30 L的STR和ALR的污泥生物淋濾效果。在CSTR工藝中,水力停留時(shí)間為0.75 d,污泥回流比為20%,Cu、Zn、Mn、Cd、Ni、Cr、Pb的溶出率分別為91%、94%、93%、67%、67%、8%、7%;在相同的淋濾條件下,ALR的重金屬生物淋濾去除效果與之非常接近。王電站等〔40〕設(shè)計(jì)了集曝氣和攪拌功能的生物淋濾反應(yīng)器,利用制革污泥進(jìn)行了半連續(xù)的生物淋濾試驗(yàn),經(jīng)2~5 d的生物淋濾,制革污泥中Cr的溶出率達(dá)到90%~99.5%。劉奮武等〔41〕采用有效容積為700 L的推流式生物瀝浸反應(yīng)器對(duì)城市污泥進(jìn)行連續(xù)14 d的生物瀝浸處理,利用折流方式將反應(yīng)器從進(jìn)泥端到排泥端沿程方向依次劃分為1~6區(qū),對(duì)不同污泥停留時(shí)間條件下反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)各區(qū)的pH、溶解氧值及污泥的脫水性能進(jìn)行了系統(tǒng)的比較研究。很多研究證明,生物淋濾反應(yīng)器中的污泥停留時(shí)間越長(zhǎng),重金屬溶出率越高;底物濃度越高,重金屬溶出率越高,pH下降速度越快。

　　3.3 兩段式生物淋濾工藝

　　高溫好氧消化工藝是一種高效的污泥處理處置工藝,可以有效實(shí)現(xiàn)污泥減量化和致病細(xì)菌的滅活,穩(wěn)定化的污泥可以用于土壤改良和其他土地利用。而自熱型高溫好氧消化工藝(ATAD)中自熱條件的形成主要來源于微生物好氧消化污泥中有機(jī)物過程產(chǎn)生的熱量,解決了高溫好氧消化工藝需要額外增加熱量的問題。有研究者提出將污泥消化工藝和污泥生物淋濾合并,在一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行污泥消解和生物淋濾。高溫好氧消化工藝的最佳溫度為55~60℃,但是生物淋濾菌的最佳溫度是28~35℃,在該溫度條件下,污泥消化工藝需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到減量化目標(biāo)。因此,與傳統(tǒng)的好氧消化相比,在一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行污泥好氧消化和重金屬生物淋濾,污泥消化程度要差。為了解決這個(gè)問題,R.Jain等〔42〕提出了兩段式工藝進(jìn)行污泥消化和污泥重金屬生物淋濾,即:在第一階段的ATAD反應(yīng)器中,投加微嗜酸嗜熱的硫氧化菌,24 h污泥消化后pH從7降到4.5~5.0,固體污泥減量27%,重金屬Cu、Ni、Zn、Mn的溶出率分別為15%、11%、21%、16%;在第二階段的CSTR反應(yīng)器中,經(jīng)歷24 h生物淋濾,嗜溫嗜酸菌將pH從4.5~5.0降到2.5以下,重金屬Cu、Ni、Zn、Mn的溶出率分別為72%、80%、60%、66%。

　　3.4 復(fù)合式生物淋濾工藝

　　有研究者提出污泥重金屬生物淋濾與污泥消化可在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行,該工藝稱為SSDML工藝,其可以提高生物淋濾反應(yīng)器的使用效率,降低成本。1997年H.Benmoussa〔43〕采用SSDML工藝流程,以單質(zhì)硫作為能源物質(zhì),內(nèi)循環(huán)塔式反應(yīng)器作為反應(yīng)裝置,對(duì)多種污泥進(jìn)行了生物淋濾與消化試驗(yàn)研究,重金屬Cd、Cr、Cu、Ni、Zn溶出率分別為83%~100%、34%~46%、61%~100%、57%~84%、83%~96%;同時(shí)經(jīng)過27 d的生物淋濾,揮發(fā)性污泥的減量化率比單獨(dú)的好氧消化工藝提高了15%~23%。隨后,很多學(xué)者對(duì)SSDML工藝參數(shù)作了進(jìn)一步的研究,分別探討了溫度、曝氣量、懸浮固體濃度、溶解氧對(duì)SSDML工藝的影響〔21, 44, 45〕。研究證明,與傳統(tǒng)的污泥好氧消化和重金屬生物淋濾相比,SSDML工藝是一種經(jīng)濟(jì)的、具有可操作性的污泥處理技術(shù)。

　　周立祥等〔6, 46〕將生物淋濾工藝與污泥脫水工藝結(jié)合,對(duì)含重金屬和不含重金屬的污泥采用了不同的生物瀝浸工藝流程,通過營(yíng)養(yǎng)劑配方及加入量、生物瀝浸反應(yīng)時(shí)間等工藝參數(shù)的調(diào)節(jié),使生物瀝浸反應(yīng)器中pH始終處于3.5~5.5,既脫除了重金屬又改善了污泥脫水性能,污泥的比阻值可由原來的1.50×1013 m/kg最低降低至0.34×1013 m/kg,經(jīng)壓濾機(jī)脫水后,泥餅的含水率分別達(dá)到57.9%、59.2%、59.6%、63.4%。

　　4 污泥重金屬生物淋濾研究的問題與展望

　　目前關(guān)于污泥重金屬生物淋濾技術(shù)的研究還存在以下幾點(diǎn)不足:(1)生物淋濾法采取的大多數(shù)是接種微生物,培養(yǎng)時(shí)間較長(zhǎng),生物淋濾滯留時(shí)間較長(zhǎng),限制生物淋濾技術(shù)的應(yīng)用;(2)污泥淋濾過程中自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物之間可能存在的相互關(guān)系以及污泥中大量的有機(jī)污染物和高濃度重金屬離子對(duì)生物淋濾菌的影響還有待進(jìn)一步研究;(3)由于培養(yǎng)物對(duì)重金屬瀝濾效率和污泥的酸化速率密切相關(guān),污泥酸化過程本身也是污泥自身濾除重金屬的過程,但是污泥酸化速率與生物淋濾速率是否存在完全等同的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究;(4)絕大部分生物淋濾研究?jī)H僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段,其研究結(jié)果或運(yùn)行參數(shù)均來自于恒溫條件下的實(shí)驗(yàn)室搖瓶試驗(yàn),還沒有生物淋濾反應(yīng)器在實(shí)際工程的應(yīng)用;(5)目前國(guó)內(nèi)大部分研究工作僅僅是針對(duì)污泥重金屬的去除這一個(gè)問題展開,沒有將生物淋濾技術(shù)工藝與污泥脫水、污泥消化等污泥處理處置工藝結(jié)合起來,限制了污泥生物淋濾技術(shù)的推廣應(yīng)用。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　污泥重金屬生物淋濾技術(shù)今后發(fā)展方向和趨勢(shì)主要為:(1)高效生物淋濾純菌的分離篩選、工程菌的開發(fā)及復(fù)合菌群的構(gòu)建。生物淋濾技術(shù)工程應(yīng)用的關(guān)鍵是分離篩選高效生物淋濾菌,構(gòu)建具有良好生態(tài)關(guān)系的復(fù)合淋濾菌群,提高淋濾效率。(2)提高硫桿菌與單質(zhì)硫的生物氧化產(chǎn)酸反應(yīng)速率的機(jī)理與技術(shù)。單質(zhì)硫是硫桿菌的主要能源物質(zhì),硫桿菌首先要與單質(zhì)硫接觸,進(jìn)而才能發(fā)生生物氧化產(chǎn)酸反應(yīng),由于單質(zhì)硫是疏水性的,硫桿菌很難吸附在其表面,導(dǎo)致單質(zhì)硫的生物氧化反應(yīng)成為生物淋濾的限速步驟�；�于此,可從生物淋濾菌胞外聚合物、生物表面活性劑對(duì)單質(zhì)硫的吸附機(jī)理的角度,研究提高單質(zhì)硫的親水性和氧化率,從而減少淋濾污泥中單質(zhì)硫的留存率以防止污泥利用的"后酸化"問題。(3)生物淋濾工藝對(duì)污泥脫水性能的影響機(jī)制。生物淋濾技術(shù)要在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用,必須將污泥生物淋濾工藝與污泥脫水工藝相結(jié)合,提高污泥脫水性能,但是生物淋濾工藝對(duì)污泥脫水性能的影響機(jī)制比較復(fù)雜,影響因素比較多。(4)生物淋濾污泥的處理處置工藝和技術(shù)。淋濾污泥含水率較高,同時(shí)污泥呈酸性,不能直接進(jìn)行填埋處置,若處理不好易產(chǎn)生二次污染。因此一方面考慮將污泥生物淋濾與污泥消化、污泥脫水相結(jié)合,提高污泥的脫水性能,另一方面考慮提高污泥的pH。妥善處置生物淋濾污泥,對(duì)生物淋濾技術(shù)的推廣應(yīng)用尤為重要。(5)從工程應(yīng)用角度考慮,開發(fā)新型高效生物淋濾反應(yīng)器。