鉻渣生物解毒工藝及解毒動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、鉻渣是生產(chǎn)金屬鉻和鉻鹽所產(chǎn)生的廢渣，因其含有超量水溶性Cr(VI)而具有強(qiáng)烈毒性。全國(guó)各地鉻鹽廠排放的鉻渣嚴(yán)重危害著人類的生存環(huán)境。鉻渣的處理歷來(lái)被認(rèn)為是鉻化工行業(yè)最頭痛的問(wèn)題，也是世界性的難題。雖然我國(guó)和世界上的其它國(guó)家在鉻渣的治理和資源化方面曾做過(guò)大量的工作，但是至今仍未找到一種真正經(jīng)濟(jì)、有效、實(shí)用的處理方法，不能從根本上解決鉻渣對(duì)周圍環(huán)境的污染問(wèn)題。 為了探索一種治理鉻渣的新方法，達(dá)到減少鉻渣污染的目的，本課題進(jìn)行了用微

2、生物直接解毒鉻渣的研究。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： 1）解毒微生物的馴化、分離及鑒別。從鉻渣中分離、馴化獲得對(duì)Cr(VI)有較強(qiáng)解毒能力的混合菌。混合菌含有長(zhǎng)桿、球狀和短桿三種菌株，分別編號(hào)為I、II、III號(hào)菌。三種菌株中，I號(hào)菌的數(shù)量最多，為革蘭氏陰性菌，II號(hào)和III號(hào)菌數(shù)量少，且均為革蘭氏陽(yáng)性菌。 2）最佳解毒條件和解毒機(jī)理研究。用單菌和混合菌進(jìn)行鉻渣解毒實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，微生物的存在有利于鉻

3、渣中Cr(VI)的溶出，且單菌的解毒效果遠(yuǎn)不及混合菌。通過(guò)測(cè)定混合菌的生長(zhǎng)曲線，可以看出，在2～18小時(shí)內(nèi)為指數(shù)期，18小時(shí)后進(jìn)入穩(wěn)定期。選取溫度、pH、搖床轉(zhuǎn)速為主要影響因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果經(jīng)方差分析表明，用該混合菌解毒鉻渣的最適條件為：溫度30℃，pH = 7.00，搖床轉(zhuǎn)速150rpm。溫度對(duì)菌體生長(zhǎng)和解毒效果影響最大，pH值和搖床轉(zhuǎn)速的影響較小。比較解毒前后pH值，發(fā)現(xiàn)混合菌在堿性條件下能良好生長(zhǎng)，且在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)酸

4、，能在一定程度上降低培養(yǎng)基pH值。通過(guò)混合菌解毒機(jī)理的初步研究，證明解毒并非單純的生物吸附作用。 3）菌種解毒實(shí)驗(yàn)及動(dòng)力學(xué)研究。在混合菌最佳解毒條件下進(jìn)行鉻渣解毒實(shí)驗(yàn)，改變鉻渣加入量，從30g/L、40g/L到50g/L，培養(yǎng)72h。對(duì)照混合菌的生長(zhǎng)曲線，可以發(fā)現(xiàn)Cr(VI)的去除主要發(fā)生在微生物生長(zhǎng)的指數(shù)期，生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期后，液相中的Cr(VI)濃度保持很低，渣相中的Cr(VI)不斷溶出并遷移到微生物中。不同鉻渣加入量的解毒

5、效果差別不是很明顯，30℃，pH = 7.00，150rpm培養(yǎng)72h，30g/L加渣量Cr(VI)的去除率為80％，40g/L為75％，50g/L為72％。這說(shuō)明，在微生物耐受范圍內(nèi)，解毒主要受鉻渣中Cr(VI)溶出的限制。從培養(yǎng)液中Cr(VI)去除情況來(lái)看，在微生物穩(wěn)定期前溶出的Cr(VI)都能有效去除。混合菌的比生長(zhǎng)速率μ的平均值為1.1573h-1，很接近不加鉻渣時(shí)的μ值。這說(shuō)明，混合菌的生長(zhǎng)幾乎不受培養(yǎng)基中存在的Cr(VI)的