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固定化菌吸附矿山废水重金属的研究

李中华  
【摘要】:本论文研究了固定化菌吸附矿山废水重金属。主要包括大宝山矿区水质分析,高效重金属吸附菌筛选及菌种鉴定,菌体的固定化以及最佳固定化条件的考察,固定化菌体处理工艺的探索,矿山废水的处理等。 对大宝山水样中的Cu、Zn、Fe、Ni、Cr(总)、Cd、Pb进行了分析。分析结果表明,大宝山矿区周围重金属污染十分严重,且在上坝村某农户井水中检测到了重金属。 筛选出了1株高效重金属吸附菌,经鉴定该菌种为耳葡萄球菌(Staphylococcus auricularis)。测定了其重金属吸附性能。结果表明,该菌对Cu、Zn的具有较强的富集性,投加15g/L(湿重)的菌体,对100mg/LCu、50mg/LZn的吸附去除率可分别达77.1%、56.3%。且该菌在酸性条件下对重金属的吸附效果好,适用于一般呈酸性的矿山废水的处理。 对该菌进行了固定化,考察了最佳的固定化条件,包括固定化载体的选择,固定化前的菌体预处理,固定化条件的优化。并研究了固定化菌体吸附重金属后的解吸,探讨了最佳解吸条件。结果表明,海藻酸钠是较好的固定化载体。用海藻酸钠做载体,固定化菌体制备容易、机械强度较好。固定化菌体的电镜观察表明,固定化后的海藻酸钙小球仍然具有诸多孔隙,从而有利于重金属的渗入。在各种最佳条件下,对100ml/LCu的去除率可达95%以上,对50ml/LZn的去除率达80%。 采用流化床工艺,探讨了各种影响因素对吸附效果的影响,包括处理温度,废水pH,初始重金属浓度,固定化菌体投加量,曝气量等。结果表明,用固定化菌体的流化床工艺处理重金属废水不仅重金属去除率高,对100ml/LCu的去除率可达95%以上,对50ml/LZn的去除率达75%,而且所需平衡时间较摇床振荡缩短1h,取得了较好的效果。 利用该流化床工艺处理了两处矿山废水,同样取得了满意的效果。对于含量低于10mg/L的重金属,去除率达到了100%,对浓度为579.2mg/LFe的去除率也达到了56.6%。表明该工艺具有较好的工业化前景。


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