鉻渣生物解毒工藝及解毒動力學(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。鉻渣的處理歷來被認(rèn)為是鉻化工行業(yè)最頭痛的問題，也是世界性的難題。雖然我國和世界上的其它國家在鉻渣的治理和資源化方面曾做過大量的工作，但是至今仍未找到一種真正經(jīng)濟(jì)、有效、實用的處理方法，不能從根本上解決鉻渣對周圍環(huán)境的污染問題。 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。 本課題的主要研究內(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Cr(VI)有較強(qiáng)解毒能力的混合菌?；旌暇虚L桿、球狀和短桿三種菌株，分別編號為I、II、III號菌。三種菌株中，I號菌的數(shù)量最多，為革蘭氏陰性菌，II號和III號菌數(shù)量少，且均為革蘭氏陽性菌。 2）最佳解毒條件和解毒機(jī)理研究。用單菌和混合菌進(jìn)行鉻渣解毒實驗，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。通過測定混合菌的生長曲線，可以看出，在2～18小時內(nèi)為指數(shù)期，18小時后進(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)計正交實驗，正交實驗的結(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。溫度對菌體生長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，且在生長過程中產(chǎn)酸

4、，能在一定程度上降低培養(yǎng)基pH值。通過混合菌解毒機(jī)理的初步研究，證明解毒并非單純的生物吸附作用。 3）菌種解毒實驗及動力學(xué)研究。在混合菌最佳解毒條件下進(jìn)行鉻渣解毒實驗，改變鉻渣加入量，從30g/L、40g/L到50g/L，培養(yǎng)72h。對照混合菌的生長曲線，可以發(fā)現(xiàn)Cr(VI)的去除主要發(fā)生在微生物生長的指數(shù)期，生長進(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)去除情況來看，在微生物穩(wěn)定期前溶出的Cr(VI)都能有效去除?；旌暇谋壬L速率μ的平均值為1.1573h-1，很接近不加鉻渣時的μ值。這說明，混合菌的生長幾乎不受培養(yǎng)基中存在的Cr(VI)的