苯胺黑药最佳生物降解条件及重金属耐受浓度研究

摘要

苯胺黑药(二苯胺基二硫代磷酸，化学式为(C6H5NH)2PSSH)是一种硫化矿捕收剂，被广泛应用于浮选作业中，具有捕收能力强、选择性好的特点，但其也是选矿废水中的主要有机物污染物，对COD贡献大，是选矿废水中的难降解物质。
　　本文以取自广州沥滘污水处理厂二级沉淀池沉淀污泥驯化后的微生物群落为对象，在以苯胺黑药为唯一碳源的培养基中培养，对不同温度、pH、苯胺黑药初始浓度和接种量的条件进行单因素实验，并得出微生物高效降解苯胺黑药的条件范围，进一步采用三因素三水平的正交实验，从pH、苯胺黑药初始浓度和接种量这三个因素研究分析，从而确定微生物降解苯胺黑药的最佳降解条件。同时，对驯化后的微生物进行三种重金属离子，Pb2+、Zn2+和Cu2+，耐受试验，确定微生物对三种重金属离子的最大耐受浓度。
　　结果表明:
　　取自广州沥滘污水处理厂二级沉淀池沉淀污泥驯化后，经驯化的微生物可以高效降解水中的苯胺黑药。驯化后，COD去除量由空白对照的22.6mg/L升至第一次驯化后的113.0mg/L、第二次驯化后的130.0mg/L和第三次驯化后的169.5mg/L;使得驯化48h后出水降至为99.74mg/L、77.14 mg/L和41.36 mg/L。通过驯化，很大程度上提升了微生物降解苯胺黑药的效果，从而得到了苯胺黑药优势降解微生物。
　　在最适降解温度实验中，可以确定在温度为35℃时，微生物的生长情况最为良好，最终COD去除率为74.29％，此时COD为48.89mg/L，故确定实验的培养温度为35℃。而在其它三种因素的单因素实验中，无法直接确定何种条件何种水平对微生物的降解过程影响程度，故选取每种因素的三种水平进行正交实验。其中，选取pH为6.0、7.3和8.0;选取苯胺黑药初始浓度为100mg/L、150mg/L和200mg/L;选取接种量为0.1％、0.5％和1.0％，进行正交实验。
　　最适pH实验中，pH为7.3时，最终COD为31.94mg/L、COD去除率为83.20％; pH为6.0时，最终COD为60.19mg/L、COD去除率为68.35％; pH为8.0时，最终COD为60.19mg/L、COD去除率为68.35％。
　　最适苯胺黑药初始浓度实验中，100mg/L、150mg/L和200mg/L的苯胺黑药无机培养基，培养72h以后，最终COD分别为37.6mg/L、32mg/L和88.44mg/L，相应的COD去除率分别为79.63％、87.88％和74.19％。
　　最适接种量试验中，当接种量为1.0％时COD最低为31.94mg/L，COD去除率为83.20％;当接种量为0.1％时COD较之前升高，为37.59mg/L，COD去除率为80.80％;当接种量为0.5％时COD最高，为43.24mg/L，COD去除率为77.92％。
　　正交实验数据表明，微生物在降解苯胺黑药过程中，pH值对降解过程影响最大，苯胺黑药初始浓度次之，接种量的影响最弱。微生物降解苯胺黑药最佳降解条件组合为A2B1C1，即苯胺黑药初始浓度为150mg/L，接种量为0.1％，pH值为6。微生物降解苯胺黑药最佳降解条件下，培养72h后COD为30.0 mg/L，COD的去除率达到88.62％。
　　降解苯胺黑药的微生物对Pb2+的耐受浓度为400mg/L。降解苯胺黑药的微生物对Zn2+的耐受浓度为520mg/L。降解苯胺黑药的微生物对Cu2+的耐受浓度为55mg/L。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 浮选废水的性质特点及其危害

1．2．1 浮选废水的性质特点

1．2．2 浮选废水中重金属离子的危害

1．2．3 浮选废水中选矿药剂的危害

1．3 苯胺黑药

1．3．1 苯胺黑药的性质

1．3．2 苯胺类化合物的生物降解机理

1．3．3 能降解苯胺黑药的微生物

1．4 浮选废水处理现状

1．4．1 物理化学法处理浮选废水的研究现状

1．4．2 生物法处理浮选废水研究现状

1．5 本课题的主要内容，技术路线及创新

1．5．1 课题来源

1．5．2 研究背景及意义

1．5．3 技术路线

1．5．4 实验内容

1．5．5 创新性

第二章 优势微生物的驯化培养

2．1 实验材料与仪器

2．1．1 接种污泥

2．1．2 试剂及溶液

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 化学需氧量的测定方法

2．2．2 微生物的驯化

2．2．3 微生物菌种的保存

2．3 实验结果

2．3．1．微生物的驯化

2．3．2 微生物保存

2．4 小结

第三章 微生物降解苯胺黑药最佳条件的确定

3．1 实验方法

3．1．1 微生物菌种活化

3．1．2 单因素试验

3．1．3 正交实验

3．2 试验结果

3．2．1 单因素实验

3．2．2 正交实验

3．3 小结

第四章 苯胺黑药降解微生物金属耐受浓度

4．1 实验方案

4．1．1 制备培养基

4．2 实验结果

4．2．1 微生物的Pb2+的耐受浓度

4．2．2 微生物的Zn2+的耐受浓度

4．2．3 微生物的Cu2+的耐受浓度

4．3 小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

声明

致谢