钢铁硫酸洗废液中嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对重金属的去除及机理研究

发布时间：2024-04-16 01:29

　　钢铁硫酸洗废液中含有大量的Fe2+且pH通常为2左右，对生物、土壤及水工构筑物设备产生严重的腐蚀作用，它的处理一直是钢铁工业的一个重大问题。传统的化学法利用中和原理对其进行治理，不仅浪费了Fe2+等有用资源，且容易形成二次污染。而采用微生物法处理钢铁酸洗废液，实现了钢铁酸洗废液及重金属的资源化、减量化、无害化处理，对钢铁、冶金及机械行业节能减排具有重要意义。因此，本文首先从钢铁硫酸洗废液Fe2+供能菌的适生菌株的筛选分离入手，分离鉴定得到一株嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans，At.f)，并构建连续流完全混合式生物反应装置；考察了生物反应器中菌株对四种重金属离子（Zn2+、Ni2+、Cu2+、Cd2+）的耐受性及其去除率，并对菌株对四种重金属离子的去除机理进行了初步探究，得出的具体结论如下： 1、采用9K单层固体平板分离法从山西煤矿的矿坑废水中分离得到一株嗜酸性亚铁离子供能菌，经16SrDNA分析鉴定，结果表明该菌株为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(At.f菌)命名为XJF-8，基因登录号为KF378735。 2、构建了连续流完全混合式生物反应器，...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 钢铁硫酸洗废液
        1.1.1 钢铁硫酸洗废液的产生及其基本性质
        1.1.2 钢铁硫酸洗废液的环境污染及其治理状况
    1.2 重金属去除方法
        1.2.1 物理法
        1.2.2 化学法
        1.2.3 生物法
    1.3 嗜酸性亚铁离子供能菌
        1.3.1 嗜酸性亚铁离子供能菌的特性
        1.3.2 嗜酸性亚铁离子供能菌的分离培养
        1.3.3 嗜酸性亚铁离子供能菌的应用
    1.4 本课题的研究目的及内容
    1.5 本课题的创新之处
第二章 嗜酸性亚铁离子供能菌的筛选、分离及鉴定
    2.1 实验材料
        2.1.1 样品来源
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 培养基
    2.2 实验方法
        2.2.1 嗜酸性亚铁离子供能菌的富集培养
        2.2.2 嗜酸性亚铁离子供能菌的分离
        2.2.3 嗜酸性氧化亚铁离子供能菌的鉴定
        2.2.4 嗜酸性亚铁离子供能菌的氧化能力测定
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 单菌株的菌落形态特征
        2.3.2 16SrDNA 序列分析及系统发育树的构建
        2.3.3 菌株氧化 Fe²⁺能力
        2.3.4 菌株培养过程中 pH 值的变化
    2.4 本章小结
第三章 完全混合式生物反应器的构建及启动运行
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验菌种与培养基
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 实验装置
        3.1.4 反应装置的启动运行及最佳条件研究
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 曝气条件下反应器中 Fe²⁺氧化能力测定
        3.2.2 停留时间的确定
    3.3 小结
第四章 At.f 菌对重金属的耐受性研究
    4.1 材料与方法
        4.1.1 实验仪器
        4.1.2 实验菌株及试剂
        4.1.3 实验测定方法
        4.1.4 At.f 菌对 Zn²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺四种金属离子的耐受性实验
    4.2 实验结果
        4.2.1 对 Zn²⁺的耐受性
        4.2.2 对 Ni²⁺的耐受性
        4.2.3 对 Cu²⁺的耐受性
        4.2.4 对 Cd²⁺的耐受性
    4.3 分析与讨论
    4.4 小结
第五章 At.f 菌对重金属的去除效能及机理研究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 实验菌种与培养基
        5.1.2 实验主要试剂
        5.1.3 测定方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 对 Zn²⁺的去除
        5.2.2 对 Ni²⁺的去除
        5.2.3 对 Cu²⁺的去除
        5.2.4 对 Cd²⁺的去除
        5.2.5 沉淀物消解后结果分析
        5.2.6 红外光谱结果分析
        5.2.7 XRD 分析结果
        5.2.8 比表面积结果分析
        5.2.9 XPS 结果分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
发表论文情况说明
致谢



本文编号：3956244