高pH值下黄原酸盐高效降解菌的选育及其降解特性的研究

论文摘要

黄原酸钾（ROCSSK，俗称黄药）是有色金属硫化矿浮选中经常使用的有机浮选药剂。本文首先从含黄药的锌精矿、铅精矿和硫精矿浓缩溢流废水中驯化筛选出能在pH值为10.0的条件下降解黄药的菌株，并对菌株的生理生化特征进行了研究。然后研究了菌株降解黄药的最佳试验条件，如：pH、温度、振荡速度、接种量、底物浓度、Na+和K+浓度等，探索了黄药的生物降解机理。最后考查了菌株处理实际废水的效果。研究结果为江苏南京栖霞山锌阳矿业有限公司浮选废水的生物净化处理提供了理论基础。经富集驯化分离得到三株在pH值为10.0下能以黄药为唯一碳源的降解菌，分别命名为：Zn1、Zn2和S1。其中Zn1菌在牛肉膏固体培养基上呈黄白色，有光泽，圆形凸起，边缘整齐，随着培养时间的加长黄颜色不断加深，革兰氏染色阴性，呈杆状，无鞭毛。Zn2菌在牛肉膏固体培养基上呈浅绿色，有光泽，圆形凸起，随培养时间的延长颜色加深，革兰氏阴性杆菌。S1菌在牛肉膏固体培养基上呈乳白色，有光泽，圆形凸起，随培养时间的延长颜色泛黄，革兰氏阴性杆菌。通过对各菌株的菌落形态观察及个体形态和生理生化特征分析，推测各菌株均属于假单胞属。重点研究了生长最快处理效果最好的Zn1菌株的降解特性，并与由Zn1、Zn2和S1三株菌构成的混合菌进行了对比研究。结果表明，Zn1菌株降解黄药的最佳条件为：pH为10.0，温度为30℃，振荡速率为120r／min，接种量为10％（体积比）。Zn1菌株对低浓度的黄药溶液处理效果较好，在上述条件下，当黄药初始浓度为100mg／L时，溶液的黄药降解率为45.37％，CODCr去除率为32.38％。研究还发现：适量的Na+浓度（约为5g／L）能提高菌株的黄药降解率；加入0.2g／L的葡萄糖时可大大提高菌株的降解效果；相同实验条件下，Zn1菌占60％的混合菌的黄药降解率均高于Zn1菌占任何比例的混合菌的黄药降解率，混合菌的最佳比例为：Zn1：Zn2：S1=3：1：1。最后用紫外分光光度法和CODCr测定法推测了Zn1菌株降解黄药的途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本研究课题的来源、目的及意义
• 1.2 浮选废水来源及对环境危害
• 1.3 浮选废水中污染物质的毒性及回用后的影响
• 1.4 黄原酸盐的国内外净化处理现状
• 1.4.1 酸化法
• 1.4.2 氧化法
• 1.4.3 化学沉淀法
• 1.4.4 离子交换吸附法
• 1.4.5 光催化氧化法
• 1.4.6 生物法
• 1.5 本课题的主要研究内容和思路设计
• 1.6 本研究的特色与创新之处
• 第二章 试验研究方法
• 2.1 试验材料与仪器设备
• 2.1.1 菌种来源
• 2.1.2 试验仪器
• 2.1.3 培养基
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 菌种的驯化与筛选
• 2.2.2 菌株的革兰氏染色
• 2.2.3 菌株的光学显微镜观察
• 2.2.4 培养条件
• 2.2.5 菌液的制备
• 2.2.6 黄药降解特性影响因素
• 2.2.7 不同比例混合菌的黄药降解效果对比试验
• 2.2.8 含黄药实际浮选废水的降解试验研究
• 2.3 分析项目和测定方法
• 2.3.1 黄药的紫外扫描谱图及标准工作曲线
• Cr的标准工作曲线'>2.3.2 COD_Cr的标准工作曲线
• 2.3.3 细菌生长的测定
• 2.4 数据处理
• 第三章 菌株降解黄药的条件和效果研究
• 3.1 菌种的驯化、筛选和分离
• 3.1.1 黄药降解菌的筛选分离
• 3.1.2 菌株的生长特性研究
• 3.2 菌株降解黄药的特性研究
• 3.2.1 pH的影响
• 3.2.2 温度的影响
• 3.2.3 通气量（振荡速度）的影响
• 3.2.4 接种量的影响
• 3.2.5 黄药浓度的影响
• +、K⁺的影响'>3.2.6 Na⁺、K⁺的影响
• 3.2.7 菌株生长曲线以及黄药的降解情况
• Cr去除率的影响'>3.2.8 葡萄糖浓度对黄药COD_Cr去除率的影响
• 3.3 不同比例的混合菌的黄药降解效果对比试验
• 3.4 本章小结
• 第四章 含黄药实际浮选废水的降解试验研究
• 4.1 实际废水的单一菌降解试验
• 4.2 实际废水的混合菌降解试验
• 4.3 实际废水不同控制条件下的处理效果
• 4.4 本章小结
• 第五章 黄药净化的机理探讨
• 5.1 黄药的物化净化特性
• 5.1.1 电离、水解和分解
• 5.1.2 氧化
• 5.2 黄药生物降解途径的初步探讨
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢