Cr（Ⅵ）废水的微生物固定化处理技术

发布时间：2018-11-25 20:27

【摘要】：现代工业的高速发展,使铬成为了严重污染环境的金属之一。本研究从Cr(Ⅵ)测量体系的建立、固定化体系的构建、高效菌、混合菌和添加剂等方面入手,探讨微生物固定化技术对Cr(Ⅵ)的去除效应及其优化。主要的研究结果如下:(1)考察了二苯碳酰二肼分光光度法在LB培养基中测定Cr(Ⅵ)的适用性,从波谱扫描和时间扫描以及LB培养基方面分别进行了研究。研究结果表明:存在于LB培养基中的Cr(Ⅵ)在经二苯碳酰二肼分光光度法处理后的最大特征吸收峰在538-542 nm处,稳定测定时间区间为10-20 min,且LB培养基对Cr(Ⅵ)的测定无显著影响。因此该法适用于测定LB培养基中的Cr(Ⅵ),准确度较高。(2)从固定化材料的种类,载体浓度、固定剂浓度和固定化时间等主要固定化工艺参数方面对多种固定化方法进行了考察。研究结果表明:海藻酸钠—氯化钙包埋法为最佳固定化方法,在海藻酸钠浓度为0.15%,氯化钙浓度为1%,固定化时间为1 h时,所成的固定化颗粒成球性好、通透性强、机械强度大、耐酸性好,且对Cr(Ⅵ)吸附率大。(3)对七种耐受Cr(Ⅵ)的微生物菌株进行了初筛,考察其对Cr(Ⅵ)的耐受性和去除效应,并对高效菌进行微生物固定化技术体系的构建。研究结果表明:Ua菌、XJ-Ⅱ菌和HB菌是对Cr(Ⅵ)具有较高的耐受性能和去除能力的高效菌;三种高效菌均能耐受40 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,其中HB菌耐受性最高,对40 mg/L Cr(Ⅵ)的去除率可达98%;三种高效菌的生长周期均为36 h左右;高效菌添加于固定化工艺体系中可提高其对Cr(Ⅵ)的去除效应,相比没有添加高效菌的固定化颗粒,其去除率大约提高20%左右。(4)从添加剂CNTs、活性炭、秸秆和营养源—LB培养基等方面对Cr(Ⅵ)去除的影响进行了考察。在中性至偏碱性条件下,CNTs、活性炭、秸秆均对Cr(Ⅵ)的去除有明显贡献,分别提高了30%、35%和35%,但添加剂量的增加对于去除效应的影响不显著;40%的培养基可提高固定化技术对Cr(Ⅵ)的去除效应,最高可达98%以上。(5)将三株高效菌分别以1:1和1:1:1的组合混合,考察混合菌和混合菌固定化技术对Cr(Ⅵ)的耐受效应和去除效应。单一菌株中,HB菌的耐受性和对Cr(Ⅵ)的去除率在三种菌株中是最好的,在40 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中OD600值可达4.6,去除率可达98%左右,其次是Ua菌,最后是XJ-Ⅱ菌;而菌株混合后,HB菌与Ua菌组合对Cr(Ⅵ)的耐受性和去除率最高,在60mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中去分别为4.7和92%;将HB菌与Ua菌组合固定化后,对Cr(Ⅵ)仍有很高的去除率,在40 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中,可达到98%以上。将添加剂、营养源、混合菌株组合等全部融合进行微生物固定化技术的优化,优化后的微生物固定化颗粒对Cr(Ⅵ)的去除效应大大提高,在40 mg/L、60mg/L、80 mg/L和100 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中其去除率分别可达99%、99%、82%和66%左右。综上所述:微生物固定化技术优化后对Cr(Ⅵ)去除的最佳参数为:海藻酸钠浓度为0.15%,氯化钙浓度为1%,固定化时间为1 h;采用二苯碳酰二肼分光光度法测定溶液中的Cr(Ⅵ)含量;菌株为HB菌+Ua菌的组合,添加40%的培养基和0.2 g秸秆;对60 mg/L的Cr(Ⅵ)去除率为99%。由此可见,此技术能很好的处理废水中的Cr(Ⅵ),有望在工业废水的处理中得到广泛应用。
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【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703;X172

【参考文献】