李東明，白建峰*，張承龍，戴　玨，苑文儀，鄧明強(qiáng)，毛文雄，王景偉（.上海第二工業(yè)大學(xué)電子廢棄物資源化產(chǎn)學(xué)研合作開(kāi)發(fā)中心，上海 009；.森藍(lán)環(huán)保（上海）有限公司，上海 004；.惠州市雄越環(huán)?？萍加邢薰荆瑥V東 惠州 56000）

嗜酸氧化亞鐵硫桿菌處理線路板行業(yè)污泥的無(wú)害化

李東明1，白建峰1*，張承龍1，戴玨1，苑文儀1，鄧明強(qiáng)2，毛文雄3，王景偉1（1.上海第二工業(yè)大學(xué)電子廢棄
物資源化產(chǎn)學(xué)研合作開(kāi)發(fā)中心，上海 201209；2.森藍(lán)環(huán)保（上海）有限公司，上海 201204；3.惠州市雄越環(huán)?？萍加邢薰?，廣東 惠州 516000）

研究了一株用于浸出線路板中Cu的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌（Acidithiobacillus ferrooxidans簡(jiǎn)稱：A.f菌）在高固液比下無(wú)害化處理線路板污泥的影響.實(shí)驗(yàn)以A.f菌為原始菌種，通過(guò)周期性的馴化培養(yǎng)，在不同的浸出條件下探究了生物浸出時(shí)間、培養(yǎng)基pH值、菌種馴化周期、固液比和硫酸亞鐵濃度等因素對(duì)A.f菌浸出線路板行業(yè)污泥中有價(jià)金屬的影響.結(jié)果表明：當(dāng)固液比高于1：20時(shí)，溶液中高濃度的重金屬對(duì)微生物浸出有抑制作用，但通過(guò)連續(xù)的馴化培養(yǎng)可以提高菌種的耐受性，在FeSO4·7H2O投加量為60g/L、9k培養(yǎng)基初始pH為0.5、浸出時(shí)間為6d、固液比為1：10的條件下，Cu、Ni和Zn的浸出率可達(dá)：78%、53%和74%.

嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌；線路板行業(yè)；污泥；生物瀝濾；重金屬

電子行業(yè)近年來(lái)在中國(guó)發(fā)展迅速，由于電子行業(yè)在生產(chǎn)和回收等環(huán)節(jié)中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)污染物（如多溴聯(lián)苯醚、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴和二等）和重金屬污染物（如 Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr等），所以近年來(lái)電子行業(yè)的污染問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的關(guān)注［1-2］.印制線路板在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，然而生產(chǎn)過(guò)程中由于酸洗、蝕刻和清洗等工藝會(huì)產(chǎn)生大量的含 Cu、Ni污水，其中的重金屬最終則會(huì)轉(zhuǎn)移到污泥中.此類含金屬污泥被2008年8月1日起實(shí)行的國(guó)家危險(xiǎn)廢棄物名錄（環(huán)境保護(hù)部第 1號(hào)令）列為危險(xiǎn)廢物，潛在污染性大，但同時(shí)又蘊(yùn)含著豐富的物質(zhì)資源.如果不經(jīng)過(guò)處理隨意堆放，不僅會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，也浪費(fèi)了大量的金屬資源［3］.

近年來(lái)，由于微生物的環(huán)境友好性，微生物法處理含金屬?gòu)U物成為研究熱點(diǎn).其中嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌（Acidithiobacillus ferrooxidans，以下簡(jiǎn)稱A.f菌）是應(yīng)用較為廣泛的菌種之一，目前已廣泛應(yīng)用于礦山冶金［4］、廢舊PCB板［5］、廢舊電池［6］、電子廢料［7］處理等行業(yè).而對(duì)于含金屬污泥的微生物浸出技術(shù)的研究還處于探索階段.國(guó)內(nèi)有學(xué)者曾經(jīng)報(bào)道過(guò)生物瀝濾技術(shù)應(yīng)用于市政污泥、厭氧消化污泥和制革污泥中的處理［8-10］.國(guó)外也有生物瀝濾技術(shù)應(yīng)用于生活污泥和電鍍污泥中的相關(guān)報(bào)道［11-14］.然而這些研究主要針對(duì)的是市政污泥和低固液比浸出條件下的工業(yè)污泥，由于高濃度的重金屬對(duì)微生物的生長(zhǎng)有抑制作用［15］，而對(duì)于在高濃度重金屬環(huán)境中，微生物法處理含金屬污泥的研究則較少.如果在較高的固液比下，微生物可以有效的浸出含金屬污泥中的金屬，把危險(xiǎn)廢物變成普通廢物，將大大降低此類污泥的處置成本，同時(shí)也節(jié)約了資源.

本課題組前期從江西某銅礦堆旁的土壤中篩選出一株A.f菌，并將其應(yīng)用到PCB覆銅板的微生物浸出中，取得了良好的效果［16］.本研究從微生物浸出覆銅板的溶液中，選擇性的馴化了一株耐高濃度重金屬的 A.f菌（Cu2+的耐受性達(dá)5g/L以上），并通過(guò)連續(xù)的周期培養(yǎng)，探究了該技術(shù)處理線路板行業(yè)污泥的實(shí)驗(yàn)效果.以期為今后該技術(shù)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供一定的技術(shù)支持.

1　材料與方法

1.1含金屬污泥的來(lái)源

實(shí)驗(yàn)樣品來(lái)自廣東省惠州市某印刷線路板企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的含重金屬污泥（含水率約為81%）.污泥的主要化學(xué)成分見(jiàn)表1.

表1　污泥中主要重金屬的含量Table 1　The concentration of heavy metals in sludge

根據(jù)《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn) GB 4284-84》［17］中的規(guī)定，該污泥中的 Cu、Ni和Zn均超過(guò)了污泥農(nóng)用的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)有研究表明A.f菌的代謝受Cr的影響較大［21］，所以本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)污泥中Cu、Zn、Ni和Cr四種金屬進(jìn)行了研究.

樣品處理：污泥在室外自然曬干后，研磨均勻，過(guò)60目篩備用.

1.2A.f菌的選擇

研究所用A.f菌是從江西德興銅礦堆放礦石尾礦的土壤中分離得到的.本課題組前期利用該菌種用于浸出線路板中的銅等多種金屬，浸出效果明顯［16］.在微生物浸出線路板過(guò)程中，選擇性地馴化了一株耐受高濃度重金屬效果較好的菌種作為初始接種液.吸取 5mL該菌液接種于100mL9K培養(yǎng)基中，置于 29℃恒溫?fù)u床中擴(kuò)大培養(yǎng)5d，然后轉(zhuǎn)接到新鮮培養(yǎng)基中.如此循環(huán)3次后得到的活化菌種為備用菌液.

1.3生物瀝濾含重金屬污泥試驗(yàn)

A.f菌作用于含重金屬污泥受多種物理、化學(xué)和生物因素的影響［18］，如污泥性質(zhì)、浸出時(shí)間、固液比、起始pH值、硫酸亞鐵濃度和ORP等.為了探究微生物法處理含重金屬污泥的實(shí)驗(yàn)效果，研究這些因素對(duì)生物瀝濾的影響非常有必要.

1.3.1固液比對(duì)浸出率的影響試驗(yàn)分別稱取0.5，1.0，2.5，5g的干污泥于100mL錐形瓶后，加入45mL用硫酸調(diào)節(jié)pH值的9K培養(yǎng)基（初始pH值為2.0、FeSO4·7H2O濃度為40g/L），接種5mL菌液，在28℃、160r/mim的搖床上培養(yǎng).培養(yǎng)過(guò)程中隔天測(cè)pH值并采樣，采樣時(shí)取0.5mL上清液定容到50mL后測(cè)各類金屬濃度.每次取樣后稱重補(bǔ)水，另設(shè)不接種和不加污泥的對(duì)照組，每組平行3次.

1.3.2馴化周期對(duì)浸出率的影響試驗(yàn)取 5g干污泥于100mL錐形瓶中，加入45mL用硫酸調(diào)節(jié) pH值的 9K培養(yǎng)基（初始 pH值為 0.5、FeSO4·7H2O濃度為 40g/L）.然后將備用菌液以10%的接種量接種到培養(yǎng)基中，震蕩培養(yǎng)，同法繼續(xù)進(jìn)行4次馴化培養(yǎng)，第2代接種液為第1次培養(yǎng)體系6d后的混合液，如此循環(huán).培養(yǎng)期間測(cè)pH值變化和6d后Cu、Zn、Ni和Cr等金屬的浸出率.

1.3.3浸出條件的影響及優(yōu)化在固液比為1：10、菌種馴化5代、9K培養(yǎng)基的初始pH值為0.5的條件下，考察了FeSO4·7H2O投加量對(duì)重金屬浸出率的影響.見(jiàn)表（2）在固液比為1：10、菌種馴化5代、FeSO4·7H2O投加量為40g/L的條件下，考察了9K培養(yǎng)基的初始pH值對(duì)重金屬浸出率的影響.

由于污泥具有一定的堿性，實(shí)驗(yàn)中采取預(yù)先調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH值，再與污泥混合的方法，以獲得適合A.f菌生長(zhǎng)的pH環(huán)境.

1.4測(cè)量方法

pH：搖瓶搖勻后用玻璃電極法（賽多利斯PB-10pH計(jì)）測(cè)pH值.

污泥重金屬含量：取1g干污泥樣品于50mL試管中，加入10mL王水，在90℃的數(shù)顯恒溫水浴鍋中消解3h后過(guò)濾定容，用去離子水稀釋50倍后，利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES，Thermo，A-6300）測(cè)各類金屬濃度.

溶液中重金屬濃度：將搖瓶靜置2h后，取上清液0.5mL稀釋定容到50mL后，利用ICP-AES測(cè)各類金屬濃度.

2　結(jié)果與討論

2.1固液比對(duì)浸出率的影響

有研究表明，利用A.f菌處理含固量為3%的含銅污泥，15d后的Ni、Cr和Cu的浸出率高達(dá)92.8%、85%和96.8%.但耗時(shí)久是制約其大規(guī)模應(yīng)用的主要因素［19］.出于對(duì)工程應(yīng)用效率問(wèn)題的考慮，實(shí)驗(yàn)選取了 6d作為控制點(diǎn)，考察了高濃度重金屬對(duì)生物瀝濾效果的影響.

圖1反映了生物瀝濾6d后金屬浸出率隨固液比的變化.從圖 1中看出，隨著固液比的增大，Cu和Ni浸出率從90%降低到10%以下；Zn的浸出率則從90%降低到60%以下；Cr的浸出率則從50%降低到10%以下.這說(shuō)明了隨著固液比的增大，溶液中重金屬濃度增大，對(duì)微生物的生長(zhǎng)有明顯的抑制作用.在生物浸出過(guò)程中 A.f菌浸出污泥中的重金屬通過(guò)直接、間接二方面作用，見(jiàn)式（1），（2），（3）.直接作用是微生物將污泥中的金屬硫化物等物質(zhì)直接氧化成金屬硫酸鹽而使金屬溶出.

間接作用是A.f菌通過(guò)自生的代謝將培養(yǎng)基中的 Fe2+氧化成為Fe3+，然后 Fe3+將金屬硫化物等物質(zhì)氧化成為金屬硫酸鹽浸出，同時(shí)產(chǎn)生 H+，同時(shí) Fe3+的水解作用也會(huì)伴隨 H+的產(chǎn)生，導(dǎo)致pH值降低，使浸出速度加快［20］.

根據(jù)間接作用機(jī)理，當(dāng)高濃度的重金屬對(duì)微生物代謝產(chǎn)生抑制作用后，反應(yīng)（2）會(huì)受到抑制，體系的鐵氧化速率會(huì)降低，pH值下降速度減緩甚至上升，金屬的浸出率下降.

圖1　不同固液比下重金屬的浸出率Fig.1　The leaching rates of heavy metals under the different solid-liquid ratio

謝鑫源等［21］的研究結(jié)果也表明：當(dāng)溶液中Ni2+、Cr3+、Cu2+和Zn2+的濃度大于30、0.1、2.5 和30g/L時(shí)，會(huì)對(duì)A.f菌的活性產(chǎn)生抑制作用.而試驗(yàn)測(cè)得固液比為 1：100的生物瀝濾體系，6d后Cu2+濃度已達(dá) 3.5g/L.所以固液比的增加會(huì)抑制重金屬的瀝濾效果.

2.2馴化世代周期對(duì)浸出率的影響

初步研究表明，高濃度的重金屬含量對(duì)微生物的生長(zhǎng)有抑制作用.本實(shí)驗(yàn)在固液比為1：10的條件下，對(duì)試驗(yàn)菌種進(jìn)行了連續(xù)5個(gè)世代的馴化和觀察，探究了耐高濃度重金屬菌種的馴化效果.

圖2　不同馴化周期下pH隨時(shí)間的變化Fig.2　The change of pH with time under the different acclimation periods

圖2反映了5個(gè)馴化周期中，瀝濾體系pH值隨時(shí)間的變化.馴化體系的起始 pH值均為 2.5.接種第一代菌種后，pH值先上升，2d后達(dá)到 3.8并保持不變；接種第二代菌種的生物瀝濾開(kāi)始后，pH值先上升，2d后到達(dá)最高點(diǎn)4.4后緩慢下降，8d后到達(dá)3.8；接種第三代、第四代和第五代的菌種后，馴化體系pH先上升，2d后上升到最高點(diǎn)3.8左右，后持續(xù)下降，在8d后下分別降到3.4、3.0和2.8.

馴化起到了篩選耐堿性和重金屬環(huán)境A.f菌的作用［22］.馴化過(guò)程一方面增加了接種液中 A.f菌的濃度，另一方面縮短了微生物代謝處于遲緩期的時(shí)間.上述二方面作用加速了 A.f菌的代謝啟動(dòng)速度，根據(jù)間接作用機(jī)理，A.f菌的代謝會(huì)增加溶液中H+的濃度，使pH值逐漸降低.

圖3　不同馴化周期下重金屬浸出率的變化Fig.3　The leaching rates of heavy metals under thedifferent acclimation periods

圖3反映了5個(gè)馴化周期中，瀝濾體系重金屬浸出率的變化.結(jié)果表明，Cr、Cu、Ni和Zn的浸出率隨著馴化周期的增加而增大.經(jīng)過(guò)5個(gè)周期的連續(xù)馴化，污泥中Cr、 Cu、Ni、和Zn的浸出率分別從3%、17%、34%和12%提高到了8%、71%、65%和78%.

浸出率的增加同樣反應(yīng)了微生物代謝活動(dòng)的增強(qiáng).隨著馴化世代周期的增多，瀝濾體系中金屬的浸出率不斷增加.這可能是由于菌種對(duì)重金屬環(huán)境耐受性的提高，也可能是馴化作用縮短了生長(zhǎng)周期中處于遲緩期的時(shí)間，加快了微生物的代謝速度所導(dǎo)致的結(jié)果.

2.3FeSO4·7H2O添加量對(duì)浸出率的影響

圖4反映了不同F(xiàn)eSO4·7H2O添加量下，瀝濾過(guò)程pH值的變化.瀝濾開(kāi)始后FeSO4·7H2O投加量為10，20，30g/L的情況下pH值在6d內(nèi)呈現(xiàn)先上升后保持平穩(wěn)的規(guī)律；FeSO4·7H2O濃度為40，60，80，100g/L的情況下pH值在6d內(nèi)則呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律.并且隨著 FeSO4·7H2O濃度的增大，下降趨勢(shì)越明顯.

瀝濾過(guò)程中pH值的變化是微生物代謝和化學(xué)反應(yīng)綜合作用的結(jié)果［15］.由于污泥本身具有堿性，所以在瀝濾過(guò)程中發(fā)生微生物反應(yīng)的同時(shí)，還會(huì)伴隨著酸堿中和等化學(xué)反應(yīng).一方面代謝的間接作用產(chǎn)生H+，另一方面堿性物質(zhì)的產(chǎn)生和釋放起到了緩沖pH的作用.所以當(dāng)FeSO4·7H2O濃度較低時(shí)，底物不足，微生物代謝緩慢，化學(xué)反應(yīng)占主導(dǎo)，pH值緩慢上升.當(dāng)?shù)孜餄舛茸銐颍镒饔谜贾鲗?dǎo)時(shí)，pH值開(kāi)始下降.

圖4　不同F(xiàn)eSO4·7H2O濃度下pH隨時(shí)間的變化Fig.4　The change of pH with time under the different concentration of FeSO4·7H2O

圖5反映了不同F(xiàn)eSO4·7H2O濃度下，瀝濾過(guò)程中金屬浸出率的變化.通過(guò)對(duì) 6d后金屬浸出率的觀察，Cu、Ni和 Zn的浸出率在FeSO4·7H2O濃度低于60g/L時(shí)，隨著亞鐵濃度的增加，浸出率不斷上升，而當(dāng)亞鐵濃度繼續(xù)增大時(shí)，Cu和Zn的浸出率基本保持不變，而Ni的浸出率反而下降，Cr的浸出率則保持在 10%以下.這說(shuō)明過(guò)高的 Fe2+濃度反而會(huì)抑制 Ni的浸出.綜合考慮選擇60g/L的FeSO4·7H2O投加量作為浸出控制參數(shù)較適宜.

底物濃度充足時(shí)，生物作用占主導(dǎo)地位，pH值降低，嗜酸性的環(huán)境加速了 A.f菌瀝出污泥中的重金屬.而過(guò)量的Fe2+在A.f菌的催化作用下和溶液中的K、（NH4）2SO4等轉(zhuǎn)化為黃鉀鐵礬類沉淀，吸附在污泥顆粒表面，抑制了重金屬的浸出［23］.同時(shí)，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為 Fe3+后，絮凝作用增加了吸附和共沉等作用的幾率，使溶出的重金屬又沉淀到固相中.

圖5　不同F(xiàn)eSO4·7H2O濃度下重金屬浸出率Fig.5　The leaching rates of heavy metals under the different concentration of FeSO4·7H2O

2.4培養(yǎng)基初始pH對(duì)浸出率的影響

圖6　不同初始pH值的瀝濾體系pH值的變化Fig.6　pH changes in the bioleaching system at different original pH of 9K medium

圖6反映了使用不同pH值的9K培養(yǎng)基進(jìn)行生物瀝濾，瀝濾體系pH值的變化.從圖中可以看出四種瀝濾體系在生物瀝濾開(kāi)始后，均遵循先上升后下降的趨勢(shì).但使用初始pH低的9K培養(yǎng)基較初始pH高的瀝濾體系，其下降速度更快.

圖7反映了使用了不同pH值9K培養(yǎng)基的瀝濾體系，浸出率隨時(shí)間的變化.隨著浸出時(shí)間的增加，使用pH值為0.25和0.5的9K培養(yǎng)基的瀝濾體系，啟動(dòng)速度快，6d內(nèi)Cu、Ni和Zn浸出率隨時(shí)間的增加而增加.而 Cr只有使用了 pH值為0.25的培養(yǎng)基的瀝濾體系浸出率不斷上升.這和周立祥的研究結(jié)果一致，Cr的浸出需要瀝濾反應(yīng)體系的pH值下降到臨界點(diǎn)2.0以下，Cr才會(huì)大量浸出［8］.

由于PCB污泥呈堿性，瀝濾體系在反應(yīng)初期，培養(yǎng)基中的H+和污泥釋放出的堿性物質(zhì)迅速反應(yīng)中和.所以適當(dāng)增加預(yù)酸化的酸用量可以中和污泥中的堿性物質(zhì)，使瀝濾體系處于弱酸性環(huán)境中，促使 A.f菌大量增值，并通過(guò)直接和間接作用使污泥中的重金屬進(jìn)一步瀝出.如果培養(yǎng)基中的酸性物質(zhì)不足，瀝濾體系反應(yīng)初期的 pH值處于中性或者堿性，生物作用代謝緩慢，金屬瀝出率低.瀝出的重金屬可能重新沉淀，瀝出率表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì).

圖7　不同初始pH值的瀝濾體系Cu、Ni、Zn、Cr的浸出率Fig.7　Leaching rate of copper，nickel，zinc and chrome leaching rate in bioleaching system at different original pH of 9K medium

圖8反映了使用pH值為0.25和0.5的9k培養(yǎng)基進(jìn)行生物瀝濾，浸出率隨時(shí)間的變化.Cr、Cu、Ni和Zn的6d浸出率分別為：65%、76%、 80%、77%和2%、78%、53%、74%.重金屬的溶解主要受pH值變化支配，且不同的重金屬受pH的影響程度不同. Cr的浸出率差異是由于pH值為0.5的溶液pH值沒(méi)有達(dá)到Cr的浸出限［8］.Fe的浸出率差異是由于pH值升高導(dǎo)致了Fe3+的沉淀.pH值為0.5的利率體系較0.25實(shí)現(xiàn)了選擇性浸出，而這對(duì)于后續(xù)的進(jìn)一步回收是有利的［24］.

圖8　使用pH為0.25和0.5的9K培養(yǎng)基的瀝濾體系重金屬的浸出率Fig.8　The leaching rates of heavy metals in bioleaching system used pH value of 0.5 in 9K medium

3　結(jié)論

3.1當(dāng)固液比高于 1：20時(shí)，溶液中高濃度的重金屬對(duì)微生物浸出有明顯的抑制作用.

3.2馴化 5個(gè)周期后獲得的菌液，對(duì)固液比為1：10的線路板污泥中Cr、Cu、Ni和Zn的浸出率，較沒(méi)有經(jīng)過(guò)馴化處理的菌液分別提高了5%、54%、34%和66%.可見(jiàn)，通過(guò)連續(xù)的馴化培養(yǎng)，可以提高A.f菌對(duì)高濃度重金屬的耐受性.

3.3采用pH值為0.25和pH值為0.5的9K培養(yǎng)基，生物瀝濾體系啟動(dòng)速度快，浸出率高，但 pH值為0.5的瀝濾組可以實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬Cu、Ni、Zn和Cr、Fe的選擇性浸出，且用酸量較少.綜合考慮，pH值為0.5的起始9K培養(yǎng)基更適合實(shí)際應(yīng)用.

3.4A.f菌處理固液比為 1：10的線路板行業(yè)污泥，在最優(yōu)的浸出條件（FeSO4·7H2O投加量60g/L、9K培養(yǎng)基pH值為0.5、浸出時(shí)間6d）下Cr、Cu、Ni和Zn的浸出率可達(dá)：5%、76%、74% 和72%.

［1］ 程桂石，李金惠，劉麗麗.電子廢物資源化循環(huán)轉(zhuǎn)化過(guò)程與代謝規(guī)律研究 ［J］. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2010，30（5）：658-665.

［2］ 許治國(guó)，朱能武，楊崇，等.廢舊線路板中主要有價(jià)金屬的生物反應(yīng)器浸出研究 ［J］. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2014，34（1）：201-206.

［3］ Zhang P，Ma Y，Xie F C. Impacts of ultrasound on selective leaching recovery of heavy metals from metal-containing waste sludge ［J］. Mater Cycles Waste Manage，2013，15（4）：530-538.

［4］ 箕浦潤(rùn)，肖安雄.鐵氧化細(xì)菌在提取冶金中的應(yīng)用 ［J］. 中國(guó)有色冶金，1986，10：003.

［5］ Xiang Y，Wu P，Zhu N，et al. Bioleaching of copper from waste printed circuit boards by bacterial consortium enriched from acid mine drainage ［J］. Journal of hazardous materials，2010，184（1）：812-818.

［6］ Mishra D，Kim D J，Ralph D E，et al. Bioleaching of metals from spent lithium ion secondary batteries using Acidithiobacillus ferrooxidans ［J］. Waste Management，2008，28（2）：333-338.

［7］ Ilyas S，Anwar M A，Niazi S B，et al. Bioleaching of metals from electronic scrap by moderately thermophilic acidophilic bacteria ［J］. Hydrometallurgy，2007，88（1-4），180-188.

［8］ 周立祥，方迪，周順桂，等.利用嗜酸性硫桿菌去除制革污泥中鉻的研究 ［J］. 環(huán)境科學(xué)，2004，25（1）：62-66.

［9］ Li X，Chan L. C，Wong J W C. Removal of heavy metals from anaerobically digested sewage sludge by isolated indigenous iron-oxidizing bacteria ［J］. Chemosphere，2000，41（1）：283-287.

［10］ 黃明，孫興福，許立巍.生物瀝濾去除城市污泥中重金屬的溫度控制研究 ［J］. 中國(guó)給水排水，2011，27（7）：18-21.

［11］ Jelena M，Miquel V，Silvia L，et al. Leaching of heavy metals and alkylphenolic compounds from fresh and dried sewage sludge ［J］. Environmental Science and Pollution Research，2014，21（3）：2009-2017.

［12］ Sethu V S，Aziz A R，Aroua M K. Recovery and reutilisation of copper from metal hydroxide sludges ［J］. Clean Technologies and Environmental Policy，2008，10（2）：131-136.

［13］ Diane F，Réal L，Denis C. Essential interactions betweenThiobacillus ferrooxidans and heterotrophic microorganisms during a wastewater sludge bioleaching process ［J］. Environmental Pollution，1998，101（2）：303-309.

［14］ 甘莉，劉賀琴，王清萍，等.氧化亞鐵硫桿菌生物浸出污泥中的重金屬離子 ［J］. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2014，34（10）：2617-2623.

［15］ Shi Y，Zhang T P，Li M G，et al. Bioleaching of heavy metals from electroplating sludge by Thiobacillus［J］. Ecology and Environment，2008，17（5）：1787-1791.

［16］ Wang J W，Bai J F，Xu J Q，et al. Bioleaching of metals from printed wire boards by Acidithibacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans and their mixture ［J］. Journal of Hazardous Materials，2009，172（2）：1100-1105.

［17］ GB 4284-84農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn) ［S］.

［18］ Jensen A B，Webb C. Ferrous sulfate oxidation using Thiobacillus ferroxidans： a review ［J］. Process biochemistry，1995，30（3）：225-236.

［19］ 畢文龍，崔雨琪，方迪，等.嗜酸硫桿菌和黑曲霉對(duì)電鍍污泥重金屬浸出效果 ［J］. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2014，8（10）：4402-4408.

［20］ 徐穎，謝志剛，薛璐，等.氧化亞鐵硫桿菌瀝濾重金屬污泥蒂尼的動(dòng)力學(xué) ［J］. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2014，24（5）：1352-1358.

［21］ 謝鑫源，孫培德，樓菊青，等.模擬電鍍污泥重金屬浸出液對(duì)氧化亞鐵硫桿菌活性的影響 ［J］. 環(huán)境科學(xué)，2013，34（1）：209-216.

［22］ 李智行，張蕾，陳曉波，等.高效耐海水型厭氧氨氧化污泥的馴化 ［J］. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2015，35（3）：748-756.

［23］ 朱長(zhǎng)見(jiàn)，陸建軍，陸現(xiàn)彩，等.氧化亞鐵硫桿菌作用下形成的黃鉀鐵礬的SEM研究 ［J］. 高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005，11（2）：234-238.

［24］ 吳陽(yáng)東，張嬪，黃智源.超聲波輔助浸取分離污泥中的重金屬［J］. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2013，36（4）：109-113.

Harmless research of printed circuit board sludge by Acidithiobacillus ferrooxidans.

LI Dong-ming1，BAI Jian-feng1*，ZHANG Cheng-long1，DAI Jue1，Yuan Wen-yi1，DENG Ming-qiang2，MAO Wen-xiong3，WANG Jing-wei1（1.Shanghai Second Polytechnic University，Shanghai 201209；2.Senlan Environmental Protection （Shanghai） Coperation Limited，Shanghai 201204；3.Huizhou Xiongyue Environmental Protection Science and Technology Coperation Limited，Huizhou 516000）.

China Environmental Science，2015，35（7）：2079～2086

The sludge from printed circuit board （PCB） industry was treated harmlessly by the bioleaching method. In the experiment，Acidithiobacillus ferrooxidans （hereafter abbreviated as A.f），which was selected from the copper mine，was used in the bioleaching process. For the original state of the strain，the effect of leaching time，pH value，acclimation period，solid-to-liquid ratio，concentration of ferrous sulfate on bioleaching valuable metals from the sludge were investigated. The results showed that high concentrations of heavy metals in the solution would inhibit the leaching rate of metals by the strain when the solid-to-liquid ratio exceeded 1：20. But the tolerance of the strain could enhance through the continuous acclimation. With a five cycles of continuous domestication for the strain in the bioleaching solution，the ability of the strain leaching metals from the sludge was improved significantly. Leaching rates of Cu，Ni and Zn from the sludge could reach 78%，53% and 74% respectively under the optical conditions，which were FeSO4?7H20concentration of 60g/L，pH value of 0.5，extraction time of 6days，ratio of solid-to-liquid of 1：10in 9K medium. So the environmentally friendly method would provide support for the PCB industry.

Acidithiobacillus ferrooxidans；PCB industry；sludge；bioleaching；heavy metals

X705

A

1000-6923（2015）07-2079-08

2014-12-12

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21307080）；上海張江重點(diǎn)項(xiàng)目（201310PDJQB2006）；校重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（XXKYS1404）

* 責(zé)任作者，副教授，jfbai@sspu.edu.cn

李東明（1990-），男，安徽滁州人，上海第二工業(yè)大學(xué)碩士研究生，主要從事廢棄物資源化處理與處置方面的研究工作.