污(wu)(wu)(wu)水污(wu)(wu)(wu)泥(ni)是指污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)廠在凈化(hua)(hua)污(wu)(wu)(wu)水過程中(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)的沉淀物，它雖然含有大(da)(da)(da)量的有機質(zhi)及氮、磷等(deng)植物養(yang)分，但(dan)也富集了污(wu)(wu)(wu)水中(zhong)(zhong)50%至80%的重(zhong)(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)。據報道，我(wo)國(guo)多數城市污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)含量可達數百至數千mg/kg[1]。目前，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的處(chu)置(zhi)方式主要有填埋、焚燒、投海和土地利用(yong)等(deng)。基于處(chu)置(zhi)費(fei)用(yong)和廢物資源化(hua)(hua)角度(du)考慮，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)農(nong)業利用(yong)被認為是最具吸引力(li)的、可持續的污(wu)(wu)(wu)泥(ni)處(chu)置(zhi)方法(fa)[2]。然而，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)較多重(zhong)(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)始終是污(wu)(wu)(wu)泥(ni)安(an)全(quan)農(nong)用(yong)的限制(zhi)因子[3]。因此，降低(di)(di)或去除污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)的重(zhong)(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)顯得非常重(zhong)(zhong)(zhong)要和迫切(qie)。利用(yong)無機酸(suan)或有機絡(luo)合劑如H2SO4、HNO3、HCl、EDTA等(deng)處(chu)理(li)(li)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)以溶解和浸提重(zhong)(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)的化(hua)(hua)學浸提法(fa)，雖能在短(duan)時間內大(da)(da)(da)幅度(du)去除重(zhong)(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)，但(dan)耗酸(suan)量大(da)(da)(da)、處(chu)理(li)(li)費(fei)用(yong)高、操(cao)作(zuo)不便(bian)，使其(qi)難以付諸于工程實際。而起源于微生(sheng)物濕法(fa)冶金的生(sheng)物淋濾法(fa)（Bioleaching）因耗酸(suan)極少、運行(xing)成本(ben)低(di)(di)、重(zhong)(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)去除效率高、實用(yong)性強等(deng)具有許多化(hua)(hua)學浸提法(fa)不可替代的優(you)點(dian)而越來越受到關注[4]。

生(sheng)物(wu)淋濾法(fa)(fa)是指利(li)用(yong)自(zi)然界(jie)中(zhong)(zhong)一(yi)些微生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)直接作用(yong)或(huo)其(qi)(qi)代(dai)謝產(chan)物(wu)的(de)(de)(de)間接作用(yong)，產(chan)生(sheng)氧(yang)化、還原(yuan)、絡合、吸附或(huo)溶解作用(yong)，將固相中(zhong)(zhong)某些不溶性成分(fen)(fen)（如重(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬、硫及其(qi)(qi)它(ta)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬）分(fen)(fen)離(li)浸(jin)提(ti)出(chu)來的(de)(de)(de)一(yi)種技術(shu)。它(ta)應(ying)用(yong)于難(nan)浸(jin)提(ti)礦石或(huo)貧(pin)礦中(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)溶出(chu)與回收(shou)又(you)稱微生(sheng)物(wu)濕法(fa)(fa)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)(jin)（biohydrometallurgy）。20紀50年代(dai)美國就開(kai)始利(li)用(yong)生(sheng)物(wu)淋濾法(fa)(fa)浸(jin)出(chu)銅礦、60年代(dai)加(jia)拿大浸(jin)出(chu)鈾礦，以及80年代(dai)對(dui)難(nan)處理的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)礦細菌(jun)氧(yang)化預處理的(de)(de)(de)工(gong)業應(ying)用(yong)相繼成功(gong)[5]。目前全世界(jie)，通過(guo)該法(fa)(fa)開(kai)采的(de)(de)(de)銅、鈾、金(jin)(jin)(jin)(jin)分(fen)(fen)別占總量15～30%、10-15%、20%[6]。它(ta)的(de)(de)(de)研究和應(ying)用(yong)正擴展到環境污染治(zhi)理等(deng)領域，例如，污水污泥或(huo)者其(qi)(qi)焚燒灰分(fen)(fen)中(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬去除[4 7 8]；重(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬污染土壤(rang)、河流底(di)泥的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)修復[8]；工(gong)業廢(fei)棄物(wu)如粉煤灰中(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬脫(tuo)(tuo)毒與鈦、鋁、鈷等(deng)貴重(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)回收(shou)[6]；煤和石油中(zhong)(zhong)硫的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)除[1011]等(deng)。

1　生物淋濾法采用的主要細菌及其生物學特性

早(zao)在1670年，在西(xi)班牙的(de)Rio Tinto礦山，人們(men)(men)(men)就(jiu)已知(zhi)道(dao)從礦山浸出水中沉淀回收銅[12]。然而，直到近三百年以(yi)后，人們(men)(men)(men)才知(zhi)道(dao)在自然界的(de)酸(suan)(suan)性(xing)礦水或污泥中普遍(bian)存在一(yi)群嗜酸(suan)(suan)性(xing)的(de)無機化(hua)能自養菌[5]。目(mu)前(qian)，可(ke)用(yong)來進行生物淋(lin)濾的(de)細菌有硫(liu)(liu)(liu)桿菌屬（Thiobacillus）、鐵(tie)氧(yang)化(hua)鉤端螺旋菌（Leptospirillumferrooxidans）、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)桿菌屬（Sulfobacillus）、酸(suan)(suan)菌屬（Acidianus）、嗜酸(suan)(suan)菌屬（Acidiphilium）以(yi)及其(qi)它(ta)與(yu)硫(liu)(liu)(liu)桿菌聯合生長的(de)兼性(xing)嗜酸(suan)(suan)異養菌。其(qi)中，應用(yong)最廣泛的(de)是氧(yang)化(hua)亞(ya)鐵(tie)硫(liu)(liu)(liu)桿菌（Thiobacillusferrooxidans），其(qi)次(ci)是氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)(liu)硫(liu)(liu)(liu)桿菌（Thiobacillusthiooxidans） 和鐵(tie)氧(yang)化(hua)鉤端螺旋菌（Leptospirillumferrooxidans）,它(ta)們(men)(men)(men)的(de)主要(yao)生物學特征見表1[12～15]。

氧化亞鐵硫桿菌是中溫、好氧、嗜酸、專性無機化能自養菌，其生(sheng)物膜（Biomembrane）由(you)外膜、肽聚(ju)糖(tang)、周(zhou)質區和內膜構(gou)成[17～19]

周(zhou)質區存在(zai)鐵(tie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)酶（Iron Oxidase），從外界培養液跨膜(mo)運輸到周(zhou)質區的Fe2+離(li)子在(zai)鐵(tie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)酶催化(hua)(hua)下失(shi)去一個電(dian)子，這個電(dian)子經過銅(tong)蛋白、細胞(bao)色(se)素(su)C（Cyto.c）、色(se)素(su)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)酶（Cyto.a1）最終傳遞給分(fen)子氧(yang)(yang)，并伴隨H+和(he)能量的吸收，這一能量使(shi)細胞(bao)內ADP（二磷酸腺苷(gan)）和(he)Pi（無機磷）結(jie)合成ATP（三(san)磷酸腺苷(gan)）使(shi)細菌得(de)以生長繁殖[19]。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)亞鐵(tie)硫桿菌中的鐵(tie)大部分(fen)以高鐵(tie)狀態(tai)與脂多糖(tang)結(jie)合[20]。

另外(wai)，在酸性(xing)(xing)礦水或污泥中廣泛存在的氧化硫(liu)硫(liu)桿菌(jun)也(ye)是中溫(wen)、好氧、嗜酸、專性(xing)(xing)無機化能(neng)自養菌(jun)，但它只(zhi)能(neng)通過(guo)氧化元素硫(liu)、硫(liu)代硫(liu)酸鈉等(deng)還原性(xing)(xing)硫(liu)而獲得能(neng)量[8]。

Markosyan等首次報道在(zai)同樣的酸(suan)性(xing)礦(kuang)水中(zhong)(zhong)還(huan)存(cun)在(zai)另(ling)一種依靠亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)(tie)的生物(wu)(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)以(yi)獲得能(neng)量的無機化(hua)(hua)能(neng)自養菌－鐵(tie)(tie)(tie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鉤(gou)端螺(luo)旋(xuan)(xuan)菌（Leptospirillumferrooxidans）[15]。Helle和Onken發現(xian)在(zai)硫(liu)桿(gan)菌溶液中(zhong)(zhong)添加(jia)鐵(tie)(tie)(tie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鉤(gou)端螺(luo)旋(xuan)(xuan)菌(L.ferrooxidans)可顯著提高(gao)生物(wu)(wu)淋(lin)濾(lv)的速率[21]。Rawling等認為在(zai)大規模的連(lian)續攪(jiao)拌池式反應器(CSTR)中(zhong)(zhong), 鐵(tie)(tie)(tie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鉤(gou)端螺(luo)旋(xuan)(xuan)菌(L.ferrooxidans)數量超過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)(tie)硫(liu)桿(gan)菌（T.ferrooxidans）的主要(yao)原因(yin)是它可適應更(geng)高(gao)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)還(huan)原電位、溫(wen)度以(yi)及對亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)(tie)具有更(geng)高(gao)的親合力(li)。Eh超過690mV時，該菌對亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)(tie)的生物(wu)(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)活性(xing)就高(gao)于氧(yang)(yang)化(hua)(hua)亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)(tie)硫(liu)桿(gan)菌，因(yin)而在(zai)生物(wu)(wu)淋(lin)濾(lv)中(zhong)(zhong)的應用越來(lai)越受到重視[22]。

這些嗜酸菌的(de)(de)另(ling)一個特性是能耐受高濃度的(de)(de)重金(jin)屬離子(zi)的(de)(de)毒(du)性，如(ru)Zn 120g/L、Ni 72g/L、Co 30g/L、Cu 55g/L以及160g/L的(de)(de)亞(ya)鐵，但(dan)對有(you)(you)機物有(you)(you)一定的(de)(de)敏感性[23]。

2　生物淋濾法去除污泥中重金屬的機理、方法與效果

2.1　生物淋濾重金屬的機理

厭(yan)氧(yang)消(xiao)化(hua)污泥是(shi)國內(nei)外污泥消(xiao)化(hua)的主(zhu)要形式，厭(yan)氧(yang)消(xiao)化(hua)污泥中重金(jin)(jin)(jin)屬(shu)70%以(yi)難溶性的硫化(hua)物（Cr主(zhu)要以(yi)Cr(OH)3形式）形式存在[24]，在氧(yang)化(hua)亞鐵(tie)硫桿(gan)菌等細菌的作用下，金(jin)(jin)(jin)屬(shu)硫化(hua)物變成可溶性的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)硫酸鹽，通過固液(ye)分離可達到(dao)去除(chu)污泥中重金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的目的。

一般認為氧化亞鐵硫桿菌的溶(rong)出污(wu)泥中重(zhong)金屬有(you)兩種作用機理[25 26]：

（1）直(zhi)接機理：細(xi)菌通(tong)過(guo)其分(fen)泌的胞(bao)外(wai)多聚(ju)物直(zhi)接吸附在污泥(ni)中金屬硫(liu)化物（MS）表面，通(tong)過(guo)細(xi)胞(bao)內特有的氧(yang)化酶系統直(zhi)接氧(yang)化金屬硫(liu)化物，生成可溶性的硫(liu)酸鹽(yan)。

（2）間接機(ji)理：主要(yao)是利用(yong)氧(yang)化亞(ya)鐵(tie)(tie)(tie)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)桿菌(jun)的(de)代(dai)謝產(chan)物—硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)，與(yu)金屬硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化物起氧(yang)化—還原(yuan)作用(yong)。硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)被還原(yuan)成硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)(tie)(tie)并(bing)生成元(yuan)素(su)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，金屬以(yi)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)鹽形式溶解(jie)出來，而亞(ya)鐵(tie)(tie)(tie)又被細菌(jun)氧(yang)化成高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)，元(yuan)素(su)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)被細菌(jun)氧(yang)化生成硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)，構成一個(ge)氧(yang)化—還原(yuan)的(de)循(xun)環系統。通過生物淋濾，污泥pH下降(jiang)到2.0左右，這(zhe)又大(da)(da)大(da)(da)促(cu)進了污泥中重金屬的(de)溶解(jie)，其反應如下：

2Fe2++1/2O2+2H+→2Fe3++H2O（T. ferrooxidans、L. ferrooxidans等亞鐵氧化菌）

MS+2Fe3+→M2++2Fe2++S0（化學氧化）

2S0+3O2+2H2O→2H2SO4（T. ferrooxidans、T. thiooxidans等硫氧(yang)化菌)

2.2　生物淋濾法(fa)去除(chu)污泥中重金屬的(de)程(cheng)序與去除(chu)效率

為獲(huo)得(de)(de)較(jiao)高的(de)(de)重金屬去(qu)除(chu)效果與縮短(duan)滯留(liu)時(shi)(shi)間，在(zai)實(shi)(shi)際應用(yong)或(huo)連續(xu)運(yun)行(xing)的(de)(de)工(gong)藝設計(ji)中，開始時(shi)(shi)常采用(yong)以(yi)下五(wu)個步驟(zou)[27 28]：（1）污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)（含(han)固率(lv)(lv)2～10%）預酸化至pH4.0左右；（2）添(tian)加能(neng)量物(wu)(wu)，如FeSO4·7H2O（3～20g/L污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)）、元素硫(liu)（0.5～10g/L污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)）；（3）回流污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)以(yi)添(tian)加接(jie)(jie)種物(wu)(wu)（回流率(lv)(lv)在(zai)10～20%，v/v），攪(jiao)拌并在(zai)好氣(qi)條件下培(pei)養(yang)數天至數周；（4）脫(tuo)毒污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)壓濾脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)；（5）脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)經(jing)石灰中和后(hou)施(shi)入土地。一般(ban)來說，在(zai)連續(xu)運(yun)行(xing)的(de)(de)反(fan)應池(chi)中Cu、Zn、Ni、Cd、Co、Mn的(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)達80%以(yi)上，但Pb、Cr的(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)較(jiao)低（見(jian)表2）。在(zai)實(shi)(shi)際工(gong)程中，氣(qi)浮式反(fan)應池(chi)必須要有(you)曝氣(qi)裝置，以(yi)提供好氧條件。近(jin)期我們利用(yong)從污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中直接(jie)(jie)分離得(de)(de)到的(de)(de)特(te)異(yi)微生物(wu)(wu)菌株組(zu)合進(jin)行(xing)了(le)城(cheng)市污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)和制(zhi)革污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)生物(wu)(wu)淋濾試驗獲(huo)得(de)(de)極大(da)成(cheng)功(gong)（見(jian)表3），突出表現(xian)在(zai)重金屬（包(bao)括Cr）去(qu)除(chu)率(lv)(lv)高達95%以(yi)上，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)養(yang)分損失較(jiao)小。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)沉降性(xing)能(neng)得(de)(de)到極大(da)改善(shan)，可(ke)以(yi)不(bu)加絮凝劑即可(ke)實(shi)(shi)現(xian)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)。

2.3　生物淋濾法去(qu)除污泥重金屬(shu)的優越(yue)性(xing)與(yu)可行性(xing)

生物淋濾法不僅可有效(xiao)地去除污(wu)泥中重金屬，而且還具有以下優越性：

（1）與無機酸溶解法相比，耗酸量可節約80%[28]。

（2）厭氣消化污(wu)(wu)(wu)泥壓濾脫(tuo)(tuo)水(shui)時，一般每(mei)噸干(gan)污(wu)(wu)(wu)泥需(xu)(xu)添加3～5kg聚凝(ning)劑(ji)，而經生物淋(lin)濾的污(wu)(wu)(wu)泥脫(tuo)(tuo)水(shui)性能比厭氣消化污(wu)(wu)(wu)泥強38倍，因(yin)此脫(tuo)(tuo)水(shui)時不需(xu)(xu)要添加聚凝(ning)劑(ji)，這可(ke)大大節省污(wu)(wu)(wu)泥脫(tuo)(tuo)水(shui)成本[30]；

（3）污(wu)泥(ni)經生物(wu)淋濾處理，可有效去除污(wu)泥(ni)中重金屬(shu)，其礦(kuang)質(zhi)養分N、P等的損失又(you)很小,污(wu)泥(ni)的肥料(liao)價值不受太大影響[30]；

（4）Benmoussa等探討(tao)了污(wu)(wu)水污(wu)(wu)泥消(xiao)化與同步生(sheng)物淋(lin)濾（SSDML）的(de)可行(xing)(xing)性，發現由于污(wu)(wu)泥的(de)生(sheng)物淋(lin)濾過程中(zhong)硫酸的(de)產(chan)生(sheng)，pH可很快降(jiang)到(dao)并(bing)維持在pH2.0～2.5的(de)范(fan)圍內。這不僅可有效地去(qu)除(chu)(chu)污(wu)(wu)泥中(zhong)重金屬，而且(qie)對病原體(ti)、揮發性懸浮固(gu)體(ti)的(de)降(jiang)低效果與好氣消(xiao)化過程相近(jin)或更好，這樣污(wu)(wu)泥中(zhong)重金屬的(de)去(qu)除(chu)(chu)與消(xiao)化可以一次完(wan)成，從(cong)而降(jiang)低對能源的(de)大量(liang)需求與運行(xing)(xing)費(fei)用[7]。

Couillard等曾對加拿大的(de)一個污水(shui)處理廠（日處理污水(shui)388,000M3）的(de)污泥處置(zhi)方(fang)式(shi)進行(xing)(xing)了詳細的(de)經(jing)濟分析，結果發(fa)現(xian)，污泥經(jing)生物淋濾處理后土地利用(yong)(yong)的(de)費用(yong)(yong)均低于其(qi)他所有處置(zhi)方(fang)法(fa)，因此(ci)在經(jing)濟上是(shi)完全(quan)可行(xing)(xing)的(de)[28]。

3　影響生物淋濾過程中重金屬去除效率的因素

3.1溫度

溫度對(dui)重(zhong)金屬去除效率的(de)(de)(de)影(ying)響，主要是(shi)通過(guo)影(ying)響細菌(jun)的(de)(de)(de)生長與(yu)增殖，進而影(ying)響到(dao)淋濾(lv)過(guo)程中污(wu)泥的(de)(de)(de)酸(suan)化(hua)速率來達到(dao)的(de)(de)(de)[31]。Tyagi等比較(jiao)了硫桿菌(jun)不同(tong)溫度對(dui)污(wu)泥的(de)(de)(de)酸(suan)化(hua)的(de)(de)(de)影(ying)響，發現在(zai)7、14、21、28、35℃下污(wu)泥pH降到(dao)2.0需要的(de)(de)(de)時間(jian)分(fen)別為336、240、192、120、120h，而當42℃時pH根本不能降到(dao)2.0[32]。

根據適宜溫度(du)的不同，生物淋濾法采用的細菌主要分為以下幾類[9]：

（1）中溫(wen)性菌(jun)(jun)(jun)如(ru)：氧(yang)化(hua)(hua)亞鐵硫(liu)(liu)桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)（Thiobacillusferrooxidans）、氧(yang)化(hua)(hua)硫(liu)(liu)硫(liu)(liu)桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)（T.thiooxidans）、器官硫(liu)(liu)桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)（T.organoparus）、嗜酸硫(liu)(liu)桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)（T.acidophilus）、溫(wen)浴硫(liu)(liu)桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)（T.tepidarius）與鐵氧(yang)化(hua)(hua)鉤端螺旋菌(jun)(jun)(jun)（Leptospirillumferrooxidans）

（2）中等嗜(shi)高溫菌(jun)如：熱氧化硫化桿(gan)菌(jun)（Sulfobacillusthermosulfidooxidans）

（3）嗜(shi)高溫(wen)古細菌(jun)如：嗜(shi)酸熱硫(liu)(liu)(liu)化(hua)葉(xie)菌(jun)（Sulfolobusacidocaldrius）、硫(liu)(liu)(liu)磺礦(kuang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)葉(xie)菌(jun)（Sulfolobussolfatataricus）、布氏酸菌(jun)（Acidianusbrierleyi）

其(qi)中(zhong)硫(liu)(liu)桿(gan)菌(jun)和鐵氧化(hua)鉤(gou)端螺(luo)旋菌(jun)的(de)(de)(de)最(zui)適(shi)溫(wen)度(du)為(wei)30℃左右，生物(wu)淋濾過(guo)(guo)程中(zhong)溫(wen)度(du)不應(ying)超(chao)過(guo)(guo)40℃；熱氧化(hua)硫(liu)(liu)化(hua)桿(gan)菌(jun)的(de)(de)(de)最(zui)適(shi)溫(wen)度(du)為(wei)45～55℃；嗜酸熱硫(liu)(liu)化(hua)葉菌(jun)、硫(liu)(liu)磺礦硫(liu)(liu)化(hua)葉菌(jun)、布氏酸菌(jun)的(de)(de)(de)最(zui)適(shi)溫(wen)度(du)為(wei)70℃左右，溫(wen)度(du)不應(ying)超(chao)過(guo)(guo)80℃。實際上，在大規(gui)模的(de)(de)(de)應(ying)用中(zhong)，室外溫(wen)度(du)往(wang)往(wang)有可(ke)能(neng)低于10℃，因此要注意將溫(wen)度(du)控(kong)制在細菌(jun)生長(chang)下限之上。

3.2　氧氣濃度

由(you)于(yu)生(sheng)(sheng)物(wu)淋(lin)濾(lv)過程(cheng)中(zhong)(zhong)起主要作用(yong)的(de)(de)(de)細菌都是(shi)專性好氧的(de)(de)(de)無機化能自養菌，氧氣(qi)的(de)(de)(de)供(gong)應(ying)(ying)量與(yu)細菌的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長繁殖息息相(xiang)(xiang)關。在(zai)最適的(de)(de)(de)pH條(tiao)件下(xia)，氧化亞鐵硫桿菌催化的(de)(de)(de)亞鐵生(sheng)(sheng)物(wu)氧化速(su)率(lv)是(shi)化學(xue)氧化的(de)(de)(de)105～106倍，最大(da)耗氧量達到21 000微(wei)升(sheng)/毫克細胞N/小時[23 33]。而30℃下(xia)，水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)O2飽和濃度僅為7.5mg/L，在(zai)溫(wen)度更高的(de)(de)(de)酸(suan)性條(tiao)件下(xia)O2溶解度還要下(xia)降(jiang)。因此必須采(cai)取(qu)措施保證在(zai)淋(lin)濾(lv)過程(cheng)中(zhong)(zhong)有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)氧氣(qi)供(gong)應(ying)(ying)。在(zai)氣(qi)浮式反應(ying)(ying)器(qi)（ALR）中(zhong)(zhong)一般(ban)(ban)通過從(cong)底部(bu)(bu)鼓入(ru)(ru)空(kong)氣(qi)（一般(ban)(ban)每(mei)升(sheng)污(wu)泥(ni)每(mei)分(fen)鐘通入(ru)(ru)1L空(kong)氣(qi)）來增(zeng)加O2與(yu)CO2供(gong)應(ying)(ying)量，在(zai)連續攪(jiao)拌(ban)池(chi)式反應(ying)(ying)器(qi)（CSTR）中(zhong)(zhong)一般(ban)(ban)采(cai)用(yong)高速(su)攪(jiao)拌(ban)來增(zeng)加空(kong)氣(qi)與(yu)液相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)接觸，也可從(cong)底部(bu)(bu)鼓入(ru)(ru)空(kong)氣(qi)（一般(ban)(ban)每(mei)升(sheng)污(wu)泥(ni)每(mei)分(fen)鐘通入(ru)(ru)0.5L空(kong)氣(qi)），但這些(xie)措施都需消耗大(da)量的(de)(de)(de)能源[4]。在(zai)大(da)規模應(ying)(ying)用(yong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)氧氣(qi)的(de)(de)(de)供(gong)應(ying)(ying)狀(zhuang)況是(shi)制(zhi)約污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)屬去(qu)除(chu)效率(lv)的(de)(de)(de)最重(zhong)要的(de)(de)(de)因子之一。

3.3　二氧化(hua)碳(tan)濃度(du)

無機化能(neng)自養菌通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)Calvin-Benson循(xun)環來同化CO2[34]。Holuigue等(deng)研(yan)究了CO2對氧化亞鐵硫(liu)桿菌(T.ferrooxidans)生(sheng)(sheng)長速(su)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)，發(fa)現在(zai)0.1%濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2下，T. ferrooxidans生(sheng)(sheng)長速(su)率(lv)(lv)是0.03%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍。他們(men)同時(shi)研(yan)究了不同濃(nong)(nong)度(du)CO2對核酮糖(tang)-1,5-二磷酸羧化加(jia)氧酶活性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)，發(fa)現該酶在(zai)CO2濃(nong)(nong)度(du)為0.35%時(shi)（相當于溶(rong)液中(zhong)(zhong)5.0mg/L的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2濃(nong)(nong)度(du)）比活性最大[35]。Torma等(deng)研(yan)究0.03～7.92%范圍內CO2濃(nong)(nong)度(du)對ZnS的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸出率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)，發(fa)現空氣(qi)中(zhong)(zhong)CO2為0.23%時(shi)，ZnS的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸出率(lv)(lv)達(da)最大值，但是甚至CO2濃(nong)(nong)度(du)高達(da)7.92%也無抑制作用[13]。Nagpal等(deng)證(zheng)明(ming)生(sheng)(sheng)物淋(lin)濾(lv)過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)細菌利用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2與O2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩爾比在(zai)20:1左右(you)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求在(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)補(bu)充約1.0%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2[36]，然(ran)而(er)這(zhe)些結果都是在(zai)微生(sheng)(sheng)物濕(shi)法冶金得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。迄(qi)今為至，還沒有研(yan)究者報道在(zai)污泥生(sheng)(sheng)物淋(lin)濾(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)氣(qi)過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)需要(yao)額(e)外補(bu)充CO2，這(zhe)可能(neng)是由(you)于污泥有機質在(zai)淋(lin)濾(lv)過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)降(jiang)解產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2能(neng)夠提高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液中(zhong)(zhong)CO2濃(nong)(nong)度(du)之故。

3.4　起始pH值

大多數研究者(zhe)都將污(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)起(qi)(qi)(qi)始pH值(zhi)調到4.0～4.5，這大約需(xu)要72g濃硫酸/kg干(gan)污(wu)泥(ni)[28]。Jain等發(fa)現污(wu)泥(ni)中(zhong)至(zhi)少存在兩類嗜酸程度不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫桿菌(jun)，它們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最適(shi)宜pH分(fen)別(bie)為(wei)7.0和4.0，因(yin)此只(zhi)要存在合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)底物(wu)(wu)。弱嗜酸性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫桿菌(jun)會(hui)首先增(zeng)殖(zhi)，將pH降到一定(ding)程度，強嗜酸性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫桿菌(jun)即逐漸增(zeng)殖(zhi)，pH進一步(bu)下(xia)降[34]。Sreekrisknan等通過向污(wu)泥(ni)中(zhong)添(tian)加0.5%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)還原性(xing)硫粉(fen)在28℃下(xia)振(zhen)蕩(dang)培養(yang)(yang)，以此馴化污(wu)泥(ni)作(zuo)為(wei)接種物(wu)(wu)，然后(hou)向7.0、6.0、5.0、4.0、3.0等不(bu)同(tong)起(qi)(qi)(qi)始pH的(de)(de)(de)(de)(de)(de)待淋(lin)濾(lv)污(wu)泥(ni)（含(han)固率為(wei)22.8g/L）添(tian)加5%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接種物(wu)(wu)，28℃下(xia)振(zhen)蕩(dang)培養(yang)(yang)。它們(men)(men)發(fa)現，不(bu)同(tong)起(qi)(qi)(qi)始pH的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理并不(bu)影(ying)響重(zhong)(zhong)金屬(shu)去除效率，起(qi)(qi)(qi)始pH為(wei)7.0、6.0的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理達到最大產酸速率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間為(wei)96小時，只(zhi)比5.0、4.0、3.0的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理晚24小時[37]。最近Wong[29]等利用20g/L的(de)(de)(de)(de)(de)(de)FeSO4·7H2O作(zuo)底物(wu)(wu)，利用馴化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內源亞鐵氧化菌(jun)淋(lin)濾(lv)未預(yu)(yu)酸化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)，16天后(hou)污(wu)泥(ni)中(zhong)Cu、Zn、Cr去除率分(fen)別(bie)為(wei)63.7～74.1%、79.4～88.2%、50.2～78.4%，與預(yu)(yu)酸化到pH4.0的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)無明顯(xian)差異。這表明，只(zhi)要添(tian)加適(shi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)底物(wu)(wu)（如還原性(xing)硫粉(fen)、FeSO4·7H2O），不(bu)采取預(yu)(yu)酸化措施也(ye)可達到幾(ji)乎相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金屬(shu)去除效率。

3.5　污泥的(de)種類與(yu)濃度

由于不(bu)同(tong)(tong)類型污(wu)泥(ni)(ni)(生(sheng)污(wu)泥(ni)(ni)、活性(xing)污(wu)泥(ni)(ni)、消(xiao)化(hua)污(wu)泥(ni)(ni))中重金屬存(cun)在狀態不(bu)同(tong)(tong)，污(wu)泥(ni)(ni)的種類和特性(xing)會影響生(sheng)物淋濾效率。而且，污(wu)泥(ni)(ni)的不(bu)同(tong)(tong)消(xiao)化(hua)方式(shi)也對重金屬去(qu)(qu)除率有影響。Tyagi[26]等從不(bu)同(tong)(tong)的污(wu)水處理廠采集了19種各(ge)種類型的污(wu)泥(ni)(ni)（厭氧(yang)消(xiao)化(hua)、好(hao)氧(yang)消(xiao)化(hua)），利(li)用(yong)馴化(hua)的內源亞鐵氧(yang)化(hua)菌進(jin)行生(sheng)物淋濾試驗，10天后發現厭氣消(xiao)化(hua)污(wu)泥(ni)(ni)中銅(tong)去(qu)(qu)除率高于好(hao)氣消(xiao)化(hua)污(wu)泥(ni)(ni)，分別(bie)為63～75%與39～65%。

從經濟的(de)(de)(de)角度(du)看(kan)，生(sheng)物淋濾過程采用的(de)(de)(de)污泥(ni)(ni)(ni)濃(nong)度(du)越(yue)高，就越(yue)有利于降(jiang)低(di)運行(xing)成本(ben)。然而，污泥(ni)(ni)(ni)是一個(ge)復雜的(de)(de)(de)緩(huan)沖體系(xi)，濃(nong)度(du)越(yue)高，對pH的(de)(de)(de)緩(huan)沖性能(neng)越(yue)好，因而淋濾過程pH下降(jiang)也越(yue)困(kun)難。而且，高濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)污泥(ni)(ni)(ni)也意味著生(sheng)物淋濾過程中將釋放更多的(de)(de)(de)抑制因子（如重金屬(shu)離子和有機物）。Steekrisknan等利用污泥(ni)(ni)(ni)內源硫細菌(jun)，對含固(gu)率7～70g/L的(de)(de)(de)污泥(ni)(ni)(ni)進行(xing)生(sheng)物淋濾過程，發現污泥(ni)(ni)(ni)pH下降(jiang)速率隨濃(nong)度(du)增加(jia)而降(jiang)低(di)，Cr、Cd、Pb的(de)(de)(de)去除效率降(jiang)低(di)，但Cu和Zn幾乎不受影(ying)響[37]。由于污泥(ni)(ni)(ni)中N、P、Mg、K的(de)(de)(de)含量足夠細菌(jun)的(de)(de)(de)生(sheng)長和增殖，因此在污泥(ni)(ni)(ni)淋濾過程不必添(tian)加(jia)N、P、Mg、K等養分[38]。

3.6　底物種類與濃(nong)度

細菌對不同(tong)底(di)物(wu)（亞鐵(tie)(tie)或(huo)還(huan)原態硫）進行生(sheng)物(wu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)獲得能量時(shi)(shi)，其世代時(shi)(shi)間(jian)是不同(tong)的(de)(de)，如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)亞鐵(tie)(tie)硫桿菌以Fe2+為(wei)底(di)物(wu)時(shi)(shi)，世代時(shi)(shi)間(jian)為(wei)6.5～15小(xiao)時(shi)(shi)，以硫為(wei)底(di)物(wu)時(shi)(shi)，世代時(shi)(shi)間(jian)則長(chang)(chang)達10～25小(xiao)時(shi)(shi)，而(er)且需要(yao)一個很長(chang)(chang)的(de)(de)適應(ying)期[23]。因此，以Fe2+為(wei)底(di)物(wu)比(bi)還(huan)原態硫更有利于氧(yang)化(hua)(hua)(hua)亞鐵(tie)(tie)硫桿菌的(de)(de)增(zeng)殖。然而(er)與氧(yang)化(hua)(hua)(hua)還(huan)原態硫產生(sheng)硫酸相比(bi)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)亞鐵(tie)(tie)硫桿菌氧(yang)化(hua)(hua)(hua)Fe2+成Fe3+過(guo)程是耗酸的(de)(de)，整個生(sheng)物(wu)淋濾過(guo)程的(de)(de)pH下降依(yi)賴于Fe3+的(de)(de)水(shui)解及中(zhong)間(jian)產物(wu)硫的(de)(de)再(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)，因而(er)以Fe2+為(wei)底(di)物(wu)的(de)(de)產酸效(xiao)果不如以還(huan)原態硫為(wei)底(di)物(wu)的(de)(de)。因此，許多(duo)研究者報道元素(su)硫比(bi)FeSO4·7H2O更有效(xiao)[7 8 30]。

另外，不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)底物(wu)對(dui)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)亞鐵(tie)硫(liu)桿(gan)菌分泌(mi)(mi)胞外多聚物(wu)（EPS）也有顯著(zhu)(zhu)的(de)(de)影響(xiang)。Gehrke等在(zai)(zai)以黃鐵(tie)礦、元素硫(liu)、FeSO4·7H2O（可溶）為底物(wu)進行生(sheng)物(wu)淋濾(lv)(lv)時(shi)，發(fa)現氧(yang)(yang)化(hua)(hua)亞鐵(tie)硫(liu)桿(gan)菌分泌(mi)(mi)的(de)(de)EPS的(de)(de)數量分別為2760、1155、215ug/1010細(xi)胞，并且(qie)EPS的(de)(de)組成成分與性(xing)(xing)質也有所不(bu)(bu)(bu)同(tong)。底物(wu)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)狀態對(dui)EPS的(de)(de)分泌(mi)(mi)影響(xiang)極大，不(bu)(bu)(bu)溶性(xing)(xing)底物(wu)可刺激EPS的(de)(de)分泌(mi)(mi)。他(ta)們同(tong)時(shi)證實了EPS對(dui)于生(sheng)物(wu)淋濾(lv)(lv)的(de)(de)重要(yao)性(xing)(xing)，EPS在(zai)(zai)細(xi)菌與硫(liu)顆粒(li)(li)、硫(liu)化(hua)(hua)物(wu)或不(bu)(bu)(bu)溶性(xing)(xing)的(de)(de)固體(ti)亞鐵(tie)鹽直接接觸中起橋梁作(zuo)用(yong)（缺乏(fa)EPS的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)亞鐵(tie)硫(liu)桿(gan)菌不(bu)(bu)(bu)能附著(zhu)(zhu)在(zai)(zai)這(zhe)些固體(ti)顆粒(li)(li)表面），而兩者的(de)(de)直接接觸是細(xi)菌發(fa)揮生(sheng)物(wu)淋濾(lv)(lv)作(zuo)用(yong)的(de)(de)前提[39]。

Tyagi等研究了(le)T.ferrooxidans對重金屬去(qu)除效率的(de)(de)(de)影響，發(fa)現(xian)向污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中添(tian)加20g/L FeSO4·7H2O，Zn的(de)(de)(de)浸出(chu)速(su)(su)率比(bi)未加的(de)(de)(de)可提(ti)(ti)高(gao)2倍(bei)(bei)、Cu可提(ti)(ti)高(gao)1.9倍(bei)(bei)，當FeSO4·7H2O超(chao)過(guo)(guo)20g/L時，浸出(chu)速(su)(su)率即不再增加[40]。我們近期(qi)研究也(ye)發(fa)現(xian)，在污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)生(sheng)物(wu)淋濾添(tian)加20g/L FeSO4·7H2O作為(wei)(wei)底物(wu)，淋濾8天(tian)后Cu、Zn的(de)(de)(de)去(qu)除率為(wei)(wei)93%和(he)(he)85%， 是對照(zhao)的(de)(de)(de)6 倍(bei)(bei)和(he)(he)3.2倍(bei)(bei)[41]。另外，不同(tong)底物(wu)的(de)(de)(de)配(pei)合使用(yong)對重金屬去(qu)除效率的(de)(de)(de)也(ye)有(you)顯著(zhu)影響。我們通過(guo)(guo)加富培養從污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)分離到(dao)(dao)的(de)(de)(de)T.ferrooxidans，將之接種（10%V/V）到(dao)(dao)輻射(she)滅菌污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中，并且添(tian)加FeSO4·7H2O（30g/L污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)）和(he)(he)元(yuan)素(su)硫（0.5g/L污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)）作為(wei)(wei)底物(wu)，發(fa)現(xian)與單一底物(wu)（FeSO4·7H2O或元(yuan)素(su)硫）相比(bi)，兩者配(pei)合時Cu、Cr的(de)(de)(de)去(qu)除率顯著(zhu)提(ti)(ti)高(gao)（未發(fa)表）。

3.7　抑制因子

（1）重(zhong)(zhong)金(jin)屬陽離子(zi)：以Ag+和Hg（一價或二價）的毒(du)(du)害最強，0.1～1mg/kg幾(ji)乎完(wan)全抑制了(le)細(xi)菌(jun)的生長(chang), 也抑制氧化亞鐵硫桿菌(jun)對亞鐵的生物氧化，這種(zhong)抑制作用比Cd2+和Pb2+強5000～200,000倍。重(zhong)(zhong)金(jin)屬陽離子(zi)的毒(du)(du)害主要在于使蛋白質變性，RoyMahapartra 等(deng)報(bao)道EDTA可緩解重(zhong)(zhong)金(jin)屬陽離子(zi)毒(du)(du)害[42]。

（2）陰(yin)離子：以硫氰(qing)酸(suan)鹽的(de)抑制作(zuo)(zuo)用最(zui)強，5mg/kg幾乎完全抑制了細(xi)菌(jun)的(de)生長與氧(yang)(yang)(yang)化亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)硫桿菌(jun)對亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)的(de)生物氧(yang)(yang)(yang)化，而50 mg/kg 的(de)MoO4-也可(ke)達到(dao)相同的(de)抑制程度(du)。另外，價態也影響抑制作(zuo)(zuo)用的(de)大小(xiao)，如(ru)砷酸(suan)鹽達到(dao)40g/kg就開始抑制細(xi)菌(jun)生長，而亞(ya)(ya)砷酸(suan)鹽只(zhi)需(xu)5g/kg，氯化物、硝(xiao)酸(suan)鹽的(de)濃(nong)度(du)分別超(chao)過(guo)6g/L、3g/L時，能減慢氧(yang)(yang)(yang)化亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)硫桿菌(jun)對亞(ya)(ya)鐵(tie)(tie)的(de)生物氧(yang)(yang)(yang)化。

（3）水(shui)溶性有機(ji)(ji)物，特別是小分(fen)子有機(ji)(ji)酸(suan)(suan)對無(wu)(wu)機(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)能(neng)菌(jun)有毒害作用(yong)。Flournier等發(fa)現氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)亞(ya)(ya)鐵(tie)硫桿菌(jun)在高(gao)溫(wen)滅菌(jun)的污(wu)泥（高(gao)溫(wen)滅菌(jun)有利于小分(fen)子有機(ji)(ji)物生成）中(zhong)幾乎不能(neng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)Fe2+與酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)污(wu)泥，而(er)(er)添加從(cong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)塘分(fen)離到的深色紅酵母(mu)(Rhodotorularubra)可顯(xian)著提(ti)高(gao)污(wu)泥酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)速率(lv)(lv)，因而(er)(er)也顯(xian)著提(ti)高(gao)重金屬(shu)的去除效(xiao)率(lv)(lv)。而(er)(er)在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)亞(ya)(ya)鐵(tie)硫桿菌(jun)的雙層瓊脂培養中(zhong)添加嗜酸(suan)(suan)梳桿菌(jun)(T.acidophilus)或(huo)R.. rubra可將氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)亞(ya)(ya)鐵(tie)硫桿菌(jun)的平板效(xiao)率(lv)(lv)提(ti)高(gao)1～3倍[43]。Harrison等（1985）從(cong)美(mei)國賓(bin)夕(xi)法尼亞(ya)(ya)州某煤礦的酸(suan)(suan)性廢水(shui)中(zhong)分(fen)離出隱藏嗜酸(suan)(suan)菌(jun)(Acidiphilumcryptum)，這些與無(wu)(wu)機(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)能(neng)菌(jun)生活(huo)在一起的異養菌(jun)可能(neng)是普遍(bian)存在的，它們雖既不能(neng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)亞(ya)(ya)鐵(tie)，也不能(neng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫，但能(neng)利用(yong)無(wu)(wu)機(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)能(neng)菌(jun)分(fen)泌的有機(ji)(ji)物，消除其抑制(zhi)作用(yong)，從(cong)而(er)(er)給自養生物創造良好的生存條(tiao)件[43 44]。

另外細菌代謝產物(wu)與可(ke)溶性鹽分總量也對細菌的(de)生長有一定影(ying)響。值得注意的(de)是，這些(xie)抑(yi)制(zhi)因子(zi)可(ke)能常(chang)常(chang)會(hui)起(qi)協同作用，也許某一單(dan)個因子(zi)并未達到抑(yi)制(zhi)濃度(du)，但(dan)聯合起(qi)來就(jiu)會(hui)達到毒害(hai)的(de)水平[9]。

目(mu)前消除這些抑制因(yin)(yin)子(zi)的(de)方(fang)法(fa)有(you)（1）篩選對(dui)重金屬等抑制因(yin)(yin)子(zi)耐受性更(geng)強的(de)菌株或利用(yong)基因(yin)(yin)工程(cheng)技術(shu)構建抗重金屬的(de)基因(yin)(yin)工程(cheng)菌。（2）濾出液回流之前進行預處理(li)，具體方(fang)法(fa)有(you)石(shi)灰調理(li)法(fa)、離子(zi)交換法(fa)、電(dian)沉積(ji)法(fa)、反滲技術(shu)或這些方(fang)法(fa)的(de)聯合(he)運用(yong)[9]。

3.8 Fe3+濃(nong)度

眾所(suo)周知，Fe3+/Fe2+在25℃偶聯時(shi)，Eh=0.771V+0.0591lg([Fe3+]/[Fe2+])V，即使在Fe3+ 濃(nong)度是(shi)Fe2+的(de)百萬分之一(yi)的(de)溶液(ye)中(zhong)，其Eh仍高于+0.4V，能(neng)氧化(hua)(hua)大多數金(jin)屬(shu)硫化(hua)(hua)物(wu)[23]。在存在0.1～10mg/L的(de)Fe3+下，重金(jin)屬(shu)的(de)浸出速(su)率增加(jia)兩(liang)倍多。Fe3+能(neng)有效(xiao)地加(jia)速(su)重金(jin)屬(shu)的(de)浸出是(shi)普遍接(jie)受的(de)事實[32]，然而Fe3+的(de)硫酸鹽在較低(di)的(de)pH條件(jian)下易發生(sheng)(sheng)(sheng)水解，生(sheng)(sheng)(sheng)成淺黃(huang)色的(de)黃(huang)鐵(tie)礬(fan)沉淀（M2Fe6(SO4)4(OH)12(M=K+、Na+、NH4+)。黃(huang)鐵(tie)礬(fan)生(sheng)(sheng)(sheng)成的(de)適(shi)宜條件(jian)為pH 2.0；存在SO42-及K+、Na+或NH4+等(deng)離(li)子(zi)，這種條件(jian)污泥生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)淋濾(lv)(lv)過程中(zhong)正(zheng)好能(neng)滿(man)足。黃(huang)鐵(tie)礬(fan)可顯(xian)著抑制生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)淋濾(lv)(lv)效(xiao)率，原因可能(neng)是(shi)：（1）它阻礙了(le)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)或Fe3+與金(jin)屬(shu)硫化(hua)(hua)物(wu)的(de)直接(jie)接(jie)觸(chu)；（2）生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)淋濾(lv)(lv)體系中(zhong)Fe3+的(de)損失(shi)；（3）與體系中(zhong)其它重金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)的(de)共沉淀，降低(di)了(le)重金(jin)屬(shu)的(de)去除率。

4　生物淋濾法的應用前景

綜上所述，生(sheng)物(wu)淋濾(lv)法(fa)耗酸小，運行(xing)(xing)成本低、實用性強，是經濟有效(xiao)、具(ju)(ju)有潛力的重金(jin)屬去除方法(fa)，它具(ju)(ju)有化學浸(jin)提(ti)法(fa)（酸或有機絡合劑）不可替代的優越性。然而(er)(er)，生(sheng)物(wu)淋濾(lv)法(fa)采用的主要細(xi)菌如硫桿(gan)菌增殖(zhi)慢、生(sheng)物(wu)淋濾(lv)滯留時間長(chang)是限制其(qi)大規(gui)模應(ying)(ying)用的主要障礙。而(er)(er)且(qie)，許多(duo)研究者采用的細(xi)菌是金(jin)屬礦(kuang)山酸性廢(fei)水分離而(er)(er)來或商品化的菌株(zhu)，馴(xun)化其(qi)適應(ying)(ying)污泥(ni)的環境(jing)并加富培養往往需要較長(chang)的時間（10～30天），并且(qie)效(xiao)果不太穩定(ding)。近(jin)期我們直接從污泥(ni)中分離到(dao)一(yi)株(zhu)非常高(gao)效(xiao)的脫毒菌株(zhu)，能(neng)使淋濾(lv)過程高(gao)效(xiao)、持續地運行(xing)(xing)。而(er)(er)且(qie)脫毒后(hou)污泥(ni)能(neng)開發成高(gao)附(fu)加值的新型肥料(liao)。因此該(gai)技術具(ju)(ju)有極大的應(ying)(ying)用前景。

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