ZVI-SRB协同处理铀废水的试验研究

论文摘要

铀矿冶及其加工行业产生的铀废水是对环境污染严重、对人类危害很大的放射性废水,利用生物代谢作用处理此类废水是一门新兴的技术。为了增强生物在废水处理中的代谢活性,提高废水的处理效果。本文通过比较硫酸盐还原菌（Sulfate reducing bacteria, SRB）和SRB+还原性铁粉（zero valent iron, ZVI）两种体系的反应效果,研究了各种因素对两种体系处理效果的影响。首先通过静态实验考察pH、硫酸根的浓度及硝酸根的浓度等因素对SRB的代谢影响及ZVI在各种条件下的强化作用。结果表明,ZVI能有效促进SRB在各种条件下的还原代谢作用,并可以有效地抵制低pH和高硫酸根及硝酸根的浓度对SRB还原代谢的影响。其次通过单因素考察比较SRB和ZVI+SRB处理铀废水的效果。实验结果表明,在同等条件下,ZVI+SRB体系处理铀废水的效果明显好于SRB体系,特别是在低pH和高浓度SO42-条件下效果更明显。在初始pH为2.5,硫酸根的浓度为6000mg/L条件下,ZVI-SRB体系中铀的去除率能分别达到81.92%、95.23%。另外通过正交实验发现,影响的大小顺序为。试验最佳水平组合为:硫酸根离子浓度为4000mg/L、pH值为6、铀浓度为30mg/L、硝酸根的浓度为600mg/L。再次在营养枯竭的情况下,考察了硫酸盐还原菌对溶液中铀的吸附行为,硫酸盐还原菌对铀的等温吸附行为既符合Langmuir方程也符合Freudhch方程。最后,研究了固定化的SRB和ZVI-SRB对溶液中铀的去除效果。固定化的ZVI-SRB处理效果明显好于SRB,且海藻酸钙固定的ZVI-SRB和SRB两种体系对铀的等温吸附行为既符合Langmuir方程也符合Freudhch方程。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 铀废水的来源及其危害
• 1.1.1 含铀废水的特点及来源
• 1.1.2 含铀废水的危害
• 1.2 含铀废水的传统处理方法
• 1.2.1 化学沉淀法
• 1.2.2 离子交换法
• 1.2.3 蒸发法
• 1.2.4 吸附法
• 1.2.5 膜法
• 1.3 ZVI处理含铀废水
• 1.3.1 ZVI的性质
• 1.3.2 ZVI处理含铀废水原理
• 1.3.3 ZVI处理铀废水的研究进展
• 1.4 硫酸盐还原菌在处理含铀废水中的应用
• 1.4.1 硫酸盐还原菌的介绍
• 1.4.2 SRB法处理重金属及含铀废水的原理
• 1.4.3 SRB法处理含铀废水的研究概况
• 1.5 ZVI-SRB协同处理含铀废水的理论基础
• 1.5.1 ZVI-SRB协同处理的优势
• 1.5.2 ZVI-SRB协同体系处理重金属废水的机理
• 1.6 论文研究的主要内容及创新之处
• 1.6.1 论文研究的主要内容
• 1.6.2 论文的创新之处
• 1.7 本章小结
• 第2章 硫酸盐还原菌的筛选培养及其鉴定
• 2.1 试验主要试剂及仪器
• 2.1.1 主要的仪器
• 2.1.2 主要的试剂
• 2.2 培养基的制备与灭菌
• 2.2.1 培养基的成分
• 2.2.2 高压蒸汽锅的灭菌原理
• 2.2.3 培养基的制备
• 2.3 硫酸盐还原菌采集与筛选培养
• 2.4 硫酸盐还原菌的鉴定
• 2.5 本章小结
• 第3章 SRB还原硫酸盐能力的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 SRB驯化、培养和富集
• 3.1.2 ZVI在SRB代谢中的作用
• 3.1.3 pH值对SRB代谢的影响
• 3.1.4 初始硫酸根的浓度对SRB代谢的影响
• 3.1.5 初始硝酸根的浓度对SRB代谢的影响
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 ZVI在SRB代谢中的作用
• 3.2.2 pH值对SRB还原代谢的影响
• 3.2.3 初始硫酸根的浓度影响
• 3.2.4 硝酸根的浓度对SRB还原代谢的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 ZVI-SRB协同体系处理铀废水的研究
• 4.1 材料方法
• 4.1.1 培养基的制备和灭菌
• 4.1.2 ZVI在SRB处理铀废水中的作用
• 4.1.3 pH对ZVI-SRB协同体系处理铀废水的影响
• 4.1.4 初始铀浓度的影响试验
• 4.1.5 初始硫酸根浓度对ZVI-SRB协同体系处理铀废水的影响
• 4.1.6 初始硝酸根的浓度对ZVI-SRB协同体系处理铀废水的影响
• 4.1.7 正交试验
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 ZVI在ZVI-SRB协同还原体系中的作用
• 4.2.2 pH对ZVI-SRB体系协同还原溶液中U（Ⅵ）的影响
• 4.2.3 初始铀浓度对ZVI-SRB体系还原溶液中U（Ⅵ）的影响
• 4.2.4 硫酸盐对ZVI－SRB体系还原溶液中U（Ⅵ）的影响
• 4.2.5 初始硝酸根的浓度对ZVI-SRB处理铀废水的影响
• 4.2.6 正交实验结果
• 4.3 本章小结
• 第5章 游离SRB的吸附行为的研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 SRB驯化、培养和富集
• 5.1.2 吸附时间的影响
• 5.1.3 初始pH的影响
• 5.1.4 菌体浓度的影响
• 5.1.5 铀浓度的影响
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 吸附时间的影响
• 5.2.2 pH值的影响
• 5.2.3 菌体浓度对SRB吸附影响
• 5.2.4 铀浓度的影响
• 5.2.5 平衡吸附研究
• 5.3 本章小结
• 第6章 海藻酸钙固定SRB吸附行为的研究
• 6.1 材料和方法
• 6.1.1 SRB富集培养
• 6.1.2 ZVI-SRB海藻酸钙固定化
• 6.1.3 海藻酸钙固定混合SRB菌群的活性测试
• 6.1.4 单因素实验
• 6.1.5 固定化SRB菌群的重金属吸附动力学
• 6+等温吸附'>6.1.6 固定化SRB菌群的U⁶⁺等温吸附
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 单因素影响实验
• 6.2.2 吸附动力学研究
• 6.2.3 等温吸附
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论与建议
• 7.1 论文的主要结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 附录
• 论文发表情况
• 致谢