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六价铬的细菌解毒研究

秦利玲  
【摘要】:铬及其化合物是重要的工业基础原料,在其生产和使用中产生大量固体废物和废液,其中的六价铬(Cr(Ⅵ))是国际公认的致癌物,对生态环境及人民健康造成严重威胁,因此六价铬解毒处理是国内外普遍关注的研究课题。多年来,科研人员进行了大量研究,提出了各种各样的方法措施,但由于问题的复杂性,至今没有公认的、通用的好方法。 本研究尝试用生物化工的方法还原解毒六价铬。首先从铬盐生产厂家提取了含有Cr(Ⅵ)的污泥和污水样品,采用平板划线分离法,用牛肉膏蛋白胨培养基(CC培养基)富集筛选出了耐Cr(Ⅵ)菌株,再通过M9低盐液体培养基驯化,得到了能够脱除Cr(Ⅵ)的实验用菌株。通过摇瓶培养证实,六株细菌可在含Cr(Ⅵ)1000mg/L的CC培养基和含Cr(Ⅵ)200mg/L的M9培养基中生长。进一步实验对比发现,一株命名为CRB-3的细菌脱Cr(Ⅵ)能力最强,能在24h中将10mg/L的Cr(Ⅵ)脱除90%。该菌为革兰氏阴性菌,无明显生长延迟期,18h进入稳定期。 实验研究了碳源种类及浓度、培养基初始pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、菌液接种量、温度对CRB-3还原Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,10g/L葡萄糖和pH为6时,CRB-3还原效果最好。Cr(Ⅵ)初始浓度为5-20mg/L时,菌体都能有效还原Cr(Ⅵ),但去除率随浓度升高而降低。接种量越多,Cr(Ⅵ)还原越快。在20-37℃都能还原Cr(Ⅵ),去除率随温度升高而增大。 作者还尝试了将选育的CRB-3细菌用于解毒铬渣中的Cr(Ⅵ),同时添加橘子皮作为铬渣的中和剂、六价铬的辅助还原剂以及细菌的营养源。采用正交试验对细菌添加量、橘子皮用量、处理温度、处理时间等因素进行了优化设计研究。实验结果表明,每克铬渣添加3克橘子皮为宜,细菌加量越大,Cr(Ⅵ)还原效果越好,但不显著。pH在6-7范围内,脱铬效果较好,在37℃以下时温度对脱铬影响较小,温度过高时细菌失活,脱铬能力下降。铬渣在室温下经75天处理,其滤液中六价铬浸出浓度低于GB18598–2001的排放限值(2.5mg/L),可安全排放。


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