【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,水體中重金屬污染問題日趨嚴(yán)重。傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法如化學(xué)中和法、電解法、吸附法等處理較高濃度的重金屬廢水,能夠較好的達(dá)到去除效果。但是,當(dāng)重金屬離子濃度為每升幾毫克至幾十毫克范圍的較低濃度時(shí),則存在著投資大、能耗高、操作困難、沉渣量大等缺點(diǎn)。因此有必要尋求高效率、無二次污染、經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)方法。采用硫酸鹽還原菌(SRB)處理重金屬廢水具有諸多優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)之一。碳源是SRB生長的重要因素,選擇一個(gè)高效價(jià)廉的碳源,供SRB在無人管理的情況下長期穩(wěn)定的運(yùn)行具有十分重要的意義。目前,針對(duì)SRB碳源的研究較多集中在1)單獨(dú)有機(jī)廢物為碳源;2)有機(jī)廢物和纖維素廢物按比例混合,然而,在纖維素廢物單獨(dú)作緩釋碳源方面的研究鮮見報(bào)道。本研究研究了SRB生長因子的影響規(guī)律,并以甘蔗渣為緩釋碳源,利用負(fù)載其上的硫酸鹽還原菌處理低濃度的重金屬廢水,考察了甘蔗渣作為緩釋碳源處理含銅廢水的可行性,對(duì)銅離子的連續(xù)去除進(jìn)行了規(guī)律性研究,并利用SEM.EDS.XRD等現(xiàn)代分析手段對(duì)銅元素的歸趨模式及去除機(jī)制進(jìn)行了探討。(1)闡明SRB生長因子的影響規(guī)律,確定SRB的最佳生長條件。研究結(jié)果表明：SRB在pH為5-9的范圍能夠生長,其中在pH為5,6,7時(shí)所篩菌種生長良好；SO42-負(fù)荷的差異對(duì)硫酸鹽去除率造成不同的影響,最高去除率可以達(dá)到85%；Fe2+濃度在0～450mg/L范圍內(nèi),隨Fe2+濃度的增大,SO42-的去除率增加,當(dāng)Fe2+濃度繼續(xù)增加達(dá)到650mg/L以上,SO42-去除率逐漸下降；當(dāng)COD/SO42-2時(shí),SRB還原SO42-效果較好,去除率達(dá)到94.92%,當(dāng)COD/SO2-≤2時(shí),SO42-還原率僅能達(dá)到46.73%；乳酸鈉為碳源時(shí)硫酸根離子的還原效果較好,乙醇可以作為SRB的電子供體,SRB對(duì)葡萄糖和丙三醇的利用效果不明顯。以乙酸鈉為碳源,硫酸根離子的還原率僅為23.2%。SRB對(duì)五種有機(jī)碳源的利用率大小分別為甘蔗渣花生殼麥稈瓜子殼大豆渣。(2)揭示甘蔗渣為緩釋碳源處理含銅廢水的作用規(guī)律。研究結(jié)果表明：以甘蔗渣為緩釋碳源同時(shí)負(fù)載SRB處理低濃度含銅的過程中,pH呈現(xiàn)緩慢升高的趨勢(shì),ORP降至-100mV以下；硫酸根還原率可達(dá)92.4%,COD的釋放可穩(wěn)定保持在200～300 mg/L之間,表明了甘蔗渣作為SRB緩釋碳源的可利用性。Cu2+濃度為20 mg/L時(shí)反應(yīng)結(jié)束濃度可達(dá)0.5mg/L以下,隨著緩釋碳源甘蔗渣釋放出的小分子物質(zhì)被持續(xù)利用還原硫酸根,且負(fù)載在甘蔗渣上的SRB能夠耐受較高濃度Cu2+的毒性抑制,較高濃度的Cu2+擬通過多級(jí)反應(yīng)器串聯(lián)進(jìn)行逐級(jí)去除。SO42-和Cu2+的反應(yīng)速率比表明,SRB每還原約15mg S042-,就有1mg Cu2+得到去除。(3)考察在長期運(yùn)行條件下連續(xù)投加Cu2+對(duì)其去除效果的規(guī)律研究以及沉淀物機(jī)理分析。研究結(jié)果表明：反應(yīng)器的COD的去除逐漸穩(wěn)定,證實(shí)了甘蔗渣作為緩釋碳源的長期有效性;硫酸根離子濃度的不斷下降表明該反應(yīng)器中硫酸鹽還原菌已成為優(yōu)勢(shì)菌種,或者更多的硫酸鹽還原菌適應(yīng)了該厭氧的重金屬離子環(huán)境并且活性增強(qiáng)；長期運(yùn)行后出水Cu2+濃度降至0.5 mg/L以下,達(dá)到銅鎳鉆工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)直接排放限值0.5mg/L的要求(GB 25467-2010)。至反應(yīng)期結(jié)束,經(jīng)過80天的長期運(yùn)行出水Cu2+濃度可以維持在0.1～0.2mg/L；通過光學(xué)顯微鏡的觀察發(fā)現(xiàn)甘蔗渣表面形成穩(wěn)定的SRB生物膜,SEM圖像顯示甘蔗渣表面及內(nèi)部均有微生物活動(dòng),其結(jié)構(gòu)已被破壞且大部分有機(jī)物已被分解。利用EDS能譜分析、Tessier多級(jí)連續(xù)提取形態(tài)分類法以及XRD衍射圖譜證明沉淀物的主要成分為硫化銅,并且沉淀物形成一個(gè)以EPS為骨架,硫化物結(jié)合態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)以及銅離子的絡(luò)合物吸附在其表面的納米級(jí)聚合物。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703;X172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2464596