废水重金属镉生物去除技术试验研究

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近些年来,镉污染问题受到了人们的广泛关注,我国的镉污染问题十分严重。随着我国经济的发展和人们日常生活水平的逐步提高,对镉污染治理提出了更高的要求。目前国内外含镉废水处理工艺还普遍存在投资高、处理时间长、去除效果不好并可能产生二次污染等问题。本文针对含镉废水的特点及研究现状,主要采用硫酸盐还原菌对含镉废水进行处理研究。  本课题的研究内容主要分为四大部分,第一部分为硫酸盐还原菌的分离纯化研究,在研究中先后进行了菌源样品采集、硫酸盐还原菌的筛选、纯菌株分离、菌株扩增培养等工作。第二部分为硫酸盐还原菌的生理特性研究,在研究方法中采用改变培养温度、pH值、转速、碳源等单因素对硫酸盐还原菌进行分析研究,从而对培养环境进行进一步优化,绘制出它的生长曲线。第三部分为硫酸盐还原菌处理重金属镉的室内实验研究,该部分研究围绕,对菌液投加量、最佳反应温度、最佳pH范围、摇瓶搅拌强度等反应条件对处理效果影响进行了全面的考察。第四部分为对含镉废水的动态流程实验研究,在研究中进行了生物滤池的建立,反应器细菌接种方式,细菌包埋固定化,生物活性滤料制备,动态流程试验研究等工作。研究方法为采用生物滤池对含镉废水的去除效果进行研究。  硫酸盐还原菌的分离纯化及生理特性研究中,实验得到了13株纯细菌菌株,通过实验和综合生化能力考察,确定SRB-1为应用目标细菌,且得到在培养温度为35℃,初始pH值为7.5,摇床转速为150 r/min,碳源为乳酸盐时,细菌的增长最快。在最适培养条件下,进行了细菌生长曲线的测定,在细菌培养42小时后,细菌达到稳定期,细菌的生物活性达到最优状态。细菌生理特性的确定,有利于为今后硫酸盐还原菌去除重金属提供理论基础。  硫酸盐还原菌对镉去除的室内实验研究表明,硫酸盐还原菌可以用来去除重金属,在去除重金属镉时(镉的初始浓度为5 mg/L),设定温度为35℃,菌液的投加率为6%,初始pH值为6~8时,对镉达到最好的去除效果。去除率可以达到95%以上。  生物滤池对含镉废水的去除效果实验研究表明,硫酸盐还原菌短时间内不能在生物滤池内良好的附着,采用细胞固定化技术将沸石同硫酸盐还原菌制备成生物活性滤料可以实现对废水中的重金属镉进行良好的去除。当滤速(v)=0.4 m/h时,生物滤池对进水Cd+浓度≤15 mg/L的废水处理效果最好。在稳定运行期间,生物滤池对Cd2+、COD和SO42-的去除率分别在99%、75%和50%以上,生物滤池对Cd2+、COD和SO42-的去除效果主要集中在60 cm以上的空间。经过生物滤池处理后出水中Cd2+含量低于0.1 mg/L,达到国家《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)中对Cd2+的排放要求。
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