混合硫酸盐还原菌生长特性及处理重金属废水的研究

论文摘要

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pH 7.0,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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 重金属废水的处理现状
• 1.1.1 重金属废水的来源及危害
• 1.1.2 重金属废水的处理方法
• 1.2 硫酸盐还原菌生长特性的研究概况
• 1.2.1 硫酸盐还原菌的代谢原理
• 1.2.2 硫酸盐还原菌的生长因子
• 1.3 硫酸盐还原菌处理重金属废水的研究进展
• 1.3.1 硫酸盐还原菌处理重金属废水的原理
• 1.3.2 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
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 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
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 驯化过程厌氧污泥代谢硫酸盐的特性
• 2.2.2 驯化过程体系COD 的变化
• 2.2.3 驯化过程体系pH 值的变化
• 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
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 不同初始pH 对硫酸盐还原的影响
• 4^2-比值对硫酸盐还原的影响'>3.2.2 不同COD/SO₄^2-比值对硫酸盐还原的影响
• 2+投加量对硫酸盐还原的影响'>3.2.3 Fe²⁺投加量对硫酸盐还原的影响
• 3^-/SO₄^2-比值对硫酸盐还原的影响'>3.2.4 不同NO₃^-/SO₄^2-比值对硫酸盐还原的影响
• 3.3 小结
• 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
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 结果与讨论
• 2+对SRB 代谢的影响'>4.2.1 Cu²⁺对SRB 代谢的影响
• 2+对SRB 代谢的影响'>4.2.2 Zn²⁺对SRB 代谢的影响
• 2+对SRB 代谢的影响'>4.2.3 Pb²⁺对SRB 代谢的影响
• 2+对SRB 代谢的影响'>4.2.4 Cd²⁺对SRB 代谢的影响
• 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
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 试验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 硫酸盐还原菌去除重金属的效果
• 5.2.2 硫酸盐还原菌去除重金属的机理
• 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