混合硫酸盐还原菌生长特性及处理重金属废水的研究

摘要

利用硫酸盐还原菌处理重金属废水是一项新型实用、极具潜力的技术。本论文以岳阳市某造纸厂IC厌氧反应器内的污泥为原污泥,利用硫酸盐驯化得到混合硫酸盐还原菌(SRB);并对SRB还原SO42-的影响因素进行了研究。在此基础上,以Cu2+、Zn2+、Cd2+和Pb2+四种重金属离子为目标物,考察了它们对SRB的毒性作用,同时考察了SRB去除这四种重金属离子的效果,并初步探讨了SRB去除重金属离子的机理。本论文研究得到如下主要结果:
　　(1)SRB还原SO42-的最优条件为:体系初始pH7.0,Fe2+投加量200 mg/L,COD/SO42-比值3。在初始pH为4-9的范围内,体系具有较好的缓冲能力,溶液的pH值维持在7.05-7.5之间,而初始pH=3时,体系的缓冲能力较弱。
　　(2)NO3-对SRB还原SO42-具有明显的抑制作用,且随着NO3-浓度的增加,抑制作用增大。反应过程中,加入NO3-的体系pH值均高于未加NO3-的体系。
　　(3)Cu2+、Zn2+、Cd2+和Pb2+四种重金属离子均对SRB产生抑制作用,且抑制作用随着浓度的增加而增强,抑制作用大小依次为:Cd2+>Cu2+>Zn2+>Pb2+。Pb2+的浓度在25 mg/L以下时,对SRB还原SO42-有促进作用。
　　(4)在SRB还原硫酸盐的反应中,重金属离子使体系pH值在反应起始阶段稍有上升,随着反应的进行,pH值逐渐趋于稳定。Cu2+和Pb2+在低浓度范围内,达到平衡时,体系pH值稍高于对照组,当其浓度超出此范围,体系pH值降低。Zn2+和Cd2+体系中,达到平衡时,pH值均低于对照组,且重金属浓度越高,pH值越低。
　　(5)Cu2+、Zn2+、Pb2+和Cd2+四种重金属离子对反应终点时体系TTC-脱氢酶活性的抑制作用从大到小依次为:Cd2+>Cu2+>Zn2+>Pb2+。Cd2+、Cu2+和Zn2+浓度越高,反应终点时体系脱氢酶活性越低;脱氢酶活性在Pb2+浓度25mg/L时产生一次抗性峰。
　　(6)SRB对Cu2+、Zn2+、Pb2+和Cd2+四种重金属离子均有一定的去除效果,且对前3种重金属离子的去除效果优于Cd2+。对同种重金属离子不同初始浓度的去除率不同。
　　(7)Cu2+、Zn2+和Pb2+主要以硫化物的形式去除,SRB还原SO42-产生H2S在这3种重金属离子的去除过程中起主导作用;Cd2+主要是以Cd(OH)2的形式去除,主要是因为体系pH值上升Cd2+与OH-反应生成了氢氧化物沉淀。

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第1章 绪 论

1.1 重金属废水的处理现状

1.2 硫酸盐还原菌生长特性的研究概况

1.3 硫酸盐还原菌处理重金属废水的研究进展

1.4 本论文的研究目的及内容

第2章 混合硫酸盐还原菌的驯化过程

2.1 试验材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 小结

第3章 混合硫酸盐还原菌代谢的影响因素

3.1 试验材料与方法

3.2 结果与讨论

第4章 重金属离子对硫酸盐还原菌代谢的影响

4.1 试验材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 小结

第5章 硫酸盐还原菌去除重金属的效果及机理

5.1 试验材料与方法

5.2 结果与讨论

5.3 小结

第6章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间公开发表的论文