高效硫酸盐还原菌的分离及特性研究

采用叠皿夹层法,从糖蜜酒精废水厌氧反应器的污泥中分离出一株硫酸盐还原菌,命名为SRB-22。该菌株的菌体形态呈杆状和弧状,革兰氏染色阴性,属于兼性厌氧菌,初步确定为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。在不含Fe2+的培养基中,菌株4h后进入对数生长期,32h达到生长最高峰。探讨了SO42-初始浓度、COD/SO42-比值、Fe2+初始浓度对SRB-22硫酸盐去除率的影响,结果表明:在一定浓度范围内,SO42-初始浓度越大,菌株完全去除SO42-所需时间也越长,当SO42-浓度大于6g/L时,菌株对SO42-的去除率明显降低;随着COD/SO42-比值的增加,SO42-的去除率呈上升的趋势,COD/SO42-值达到2.4时,培养5d后即可较好地还原SO42-;在一定浓度范围内,随Fe2+初始浓度的增大,SO42-的去除率增加。当Fe2+浓度达到1.0g/L以上,SO42-的去除率迅速下降。     

菌株Enterobacter sp. L6异化Fe(III)还原及Cr(VI)还原的性质分析

Cr（VI）是一种毒性极强的重金属,利用微生物还原Cr（VI）为Cr（III）是解决Cr（VI）污染的一条有效途径。菌株Enterobacter sp. L6是一株分离自海洋沉积物中的异化铁还原细菌。接种时细胞密度A₆₀₀为（0.25±0.03）,培养12 h,A₆₀₀达到（1.04±0.05）,累积产生Fe（II）浓度为（0.80±0.03）mmol/L;随着培养时间的延长,细胞密度A₆₀₀和累积产生Fe（II）浓度开始下降;培养36 h时,细胞密度A₆₀₀为（0.81±0.04）,累积Fe（II）浓度（0.63±0.01）mmol/L。在厌氧培养过程中,菌株L6细胞生长与异化还原Fe（III）性质存在明显的偶联关系。利用菌株L6的异化铁还原性质还原Cr（VI）的实验结果表明,在Cr（VI）浓度0～24 mg/L范围内,异化铁还原细菌L6都能进行细胞生长并还原Cr（VI）。Cr（VI）浓度为4、8和12 mg/L时,菌株L6对Cr（VI）还原率可达到100%,当Cr（VI）浓度为16 mg/L时,Cr（VI）还原率是参比[未添加Fe（III）]的2.11倍。Cr（VI）浓度为20、24 mg/L时,仍能够还原Cr（VI）。以Fe（III）为电子受体的异化铁还原细菌能明显提高Cr（VI）还原率,这为利用微生物修复Cr（VI）污染提供实验数据支持。     

模拟Fe (III)和盐水输入对闽江河口潮汐湿地沉积物及间隙水Fe和S含量和形态的影响

河口潮汐湿地沉积物电子受体和盐度的变化将对间隙水、沉积物的地球化学参数及有机碳厌氧矿化途径产生重要影响.本研究于闽江河口塔礁洲淡水野慈姑(Sagittaria trifolia L.)湿地原位施加人造海水及Fe(III)溶液,模拟研究了盐水入侵及径流Fe(III)浓度增强对河口潮汐湿地沉积物、间隙水的地球化学参数(溶解性CH4、DOC、DOC∶DON、Fe2+和ΔSO2-4)和沉积物各形态固相铁(非硫Fe(II)、无定形Fe(III)、晶质Fe(III)、Fe S和Fe S2)含量的影响.结果表明,模拟盐水入侵及径流Fe(III)浓度增强均可降低间隙水溶解性CH4和DOC浓度,径流Fe(III)浓度增强增加了非硫Fe(II)和晶质Fe(III)含量,盐水入侵可减小间隙水ΔSO2-4含量.间隙水ΔSO2-4与DOC、DOC∶DON、溶解性CH4及Fe2+浓度相关.模拟盐水入侵及径流Fe(III)浓度增强可分别促进硫酸盐异化还原和铁异化还原速率,同时减小间隙水CH4浓度,改变河口潮汐湿地土壤有机质厌氧矿化优势途径.     

Shewanella oneidensis MR-1异化还原Fe(Ⅲ)介导的As(Ⅲ)氧化转化

在实验室模拟条件下,研究了Shewanella oneidensis MR-1作用下Fe(III)还原和As(III)氧化动力学及其影响因素.结果表明,Fe(III)被还原为Fe(II)的同时伴随着As(III)氧化为As(V);S.oneidensis MR-1在含低浓度As(III)培养基上生长良好,在高浓度培养基上生长被抑制;As(III)通过制约菌体的生长与活性来抑制Fe(III)异化还原.同样,适量浓度的Fe(III)含量对As(III)氧化转化有很强的促进作用,但是过高浓度的Fe(III)浓度使得溶液中产生过多的Fe(II),从而对As(III)氧化转化有一定程度的抑制作用.此外,弱碱环境更有利于As(III)氧化转化.     

Shewanella oneidensis MR-1异化还原Fe(III)介导的As(III)氧化转化

在实验室模拟条件下,研究了Shewanella oneidensis MR-1作用下Fe(III)还原和As(III)氧化动力学及其影响因素.结果表明,Fe(III)被还原为Fe(II)的同时伴随着As(III)氧化为As(V);S. oneidensis MR-1 在含低浓度As(III)培养基上生长良好,在高浓度培养基上生长被抑制;As(III)通过制约菌体的生长与活性来抑制Fe(III)异化还原.同样,适量浓度的Fe(III)含量对As(III)氧化转化有很强的促进作用,但是过高浓度的Fe(III)浓度使得溶液中产生过多的Fe(II),从而对As(III)氧化转化有一定程度的抑制作用.此外,弱碱环境更有利于As(III)氧化转化.     

不同Fe(III)对活性污泥异化铁还原及除磷影响研究

以SBBR反应器活性污泥作为铁还原菌菌种来源,采用兼性厌氧/严格厌氧恒温培养试验,投加不同Fe(III)考察各条件下的异化铁还原能力,同时比较对磷的去除效果.结果表明:2种条件下Fe(III)还原能力具有较好的一致性,依次为:Fe(OH)3>氧化铁皮>青矿>红矿,其中严格厌氧条件下较好.同时,除磷效果与其呈正相关,富集培养至7d, Fe(OH)3及氧化铁皮体系出水磷浓度均达到2mg/L以下,之后继续降低,最终达到0.5mg/L以下.结合异化铁还原除磷机理,可以证明,不同Fe(III)表面吸附作用对TP的去除贡献较小,其主要作用为铁还原菌驱动下的化学沉淀去除.     

SO_4~(2-)对SRB颗粒污泥性能的影响

文章利用取自厌氧折流板反应器中的硫酸盐还原菌(SRB)颗粒污泥,通过间歇试验,研究了不同质量浓度的SO42-对SRB颗粒污泥性能的影响。结果表明,当SO42-质量浓度为2000mg/L,COD与SO42-质量浓度的比值ω(COD)/ω(SO42-)=2时,SRB颗粒污泥的活性最高,此时系统比产甲烷活性(SMA)为406.2mL/g·d,SO42-的去除率达93.4%,Cu2+的去除效率高达97.1%,且Cu2+的去除率与SO42-的还原率呈正相关关系;而ω(COD)/ω(SO42-)=2～4时,COD去除率稳定在88.8%以上,最大去除率在ω(COD)/ω(SO42-)=2.7处。     

粉煤灰处理酸性矿山废水的研究

采用粉煤灰处理酸性矿山废水,研究了不同条件下粉煤灰对酸性矿山废水中Fe、Mn、Zn和Cu的去除效果,并对比了粉煤灰对酸性矿山废水及含单一重金属离子溶液中各金属的去除效果。结果表明,当废水中Fe、Mn、Zn和Cu初始质量浓度分别为655.8、362.3、79.4和57.13 mg/L,初始p H值为10,反应温度为25℃时,在300 m L废水中加入15 g粉煤灰,反应60 min后,Fe、Mn、Zn和Cu去除率均达到99.48%以上,废水中Fe、Mn、Zn和Cu残留质量浓度分别为0.06、1.57、0和0.03 mg/L,均低于国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。粉煤灰处理酸性矿山废水,Zn2+和Cu2+对Fe2+和Mn2+的去除表现出抑制作用,而Fe2+和Mn2+对Zn2+和Cu2+表现出强化去除作用。     

乳化植物油强化地下水中Cr(VI)的生物地球化学还原研究

设计天然细砂模拟实验,利用乳化植物油作为电子供体,研究生物地球化学作用对Cr(VI)的还原过程和机理.结果表明,乳化油可以使地下水呈弱酸性,反应体系pH值最终为6.59;并长期维持还原环境,Eh最终降低至-158.6mV.乳化油可显著促进土著微生物的异化铁还原作用,将细砂介质中的Fe(III)还原成Fe(II)并耦合去除Cr(VI).当反应进行到14d时,Cr(VI)全部被去除,反应第28d总铬完全被去除.Fe(II)的累积对反应体系中的氧化还原环境有重要影响.当实验结束时,Fe(II)浓度为44.40mg/L,乳化油消耗了48.9%.XPS和XRD表征分析反应后的细砂,结果表明生成的Cr(III)最终以Fe-Cr无定型态沉淀存在.     

湿法脱硫工艺对烟气中二价汞吸收特性的模拟研究

利用湿法脱硫模拟实验装置,研究脱硫剂(CaO)、有机硫化物(TMT-15)以及不同实验因素(包括SO32-的浓度、反应温度、初始pH值、曝气条件中的O2浓度、初始Hg2+浓度以及Cl-的浓度)对溶液中Hg2+还原过程的影响。研究表明:CaO会抑制Hg2+向Hg0的还原转化,当CaO的加入量从0.3%增至0.7%时,Hg0的释放率会由51.6%降至19.9%;TMT-15对于Hg2+的还原具有明显的影响,TMT-15加入量从0增至0.06 mg/L时,Hg0的释放率可降低10倍左右;溶液中SO32-的浓度是Hg2+还原反应的主要影响因素之一,SO32-浓度的增加会明显促进Hg2+的还原;此外,温度和初始Hg2+的增加对Hg2+的还原亦具有促进作用,而初始pH值、O2百分含量以及Cl-浓度则对Hg2+的还原具有抑制作用。     

Enhanced U(VI) bioreduction by alginate-immobilized uranium-reducing bacteria in the presence of carbon nanotubes and anthraquinone-2,6-disulfonate

Uranium-reducing bacteria were immobilized with sodium alginate, anthraquinone-2, 6-disulfonate (AQDS), and carbon nanotubes (CNTs). The effects of different AQDS-CNTs contents, U(IV) concentrations, and metal ions on U(IV) reduction by immobilized beads were examined. Over 97.5% U(VI) (20 mg/L) was removed in 8 hr when the beads were added to 0.7% AQDS-CNTs, which was higher than that without AQDS-CNTs. This result may be attributed to the enhanced electron transfer by AQDS and CNTs. The reduction of U(VI) occurred at initial U(VI) concentrations of 10 to 100 mg/L and increased with increasing AQDS-CNT content from 0.1% to 1%. The presence of Fe(III), Cu(II) and Mn(II) slightly increased U(VI) reduction, whereas Cr(VI), Ni(II), Pb(II), and Zn(II) significantly inhibited U(VI) reduction. After eight successive incubation-washing cycles or 8 hr of retention time (HRT) for 48 hr of continuous operation, the removal efficiency of uranium was above 90% and 92%, respectively. The results indicate that the AQDS-CNT/AL/cell beads are suitable for the treatment of uranium-containing wastewaters.     

混合硫酸盐还原菌与Cu/Fe颗粒协同处理含铬废水的研究

利用化学沉淀法制备Cu/Fe双金属颗粒,并从工业污泥中驯化得耐Cr（Ⅵ）硫酸盐还原菌厌氧混合菌群（SRB）,将两者协同处理含Cr（Ⅵ）废水.研究比较了SRB-Cu/Fe体系与传统SRB体系、Cu/Fe体系处理废水的效果,并探讨了不同QCu/Fe、pH值对SRB-Cu/Fe体系处理效果的影响.结果表明,SRB-Cu/Fe...     

微生物溶解载铀赤铁矿及再固定铀的试验研究

将载铀赤铁矿、核黄素(RF)和Sphingomonas sanxanigenens(S. sanxanigenens)同时投加到培养基中,监测培养过程中溶液的总铁、亚铁以及U(VI)浓度的变化,表征载铀赤铁矿还原性溶解前后固相产物中铁和铀的化学形态与价态,分析温度、共存离子对RF介导S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿及再固定铀的影响.结果表明:S. sanxanigenens能够还原性溶解载铀赤铁矿,从而导致铀的释放;RF能够促进S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿,且RF浓度越高越有利于这种还原性溶解;在30℃下RF能显著促进载铀赤铁矿的还原性溶解,且产物中稳定态铀的比例较高;添加2mmol/L Ca²⁺或CO₃^2-对RF介导S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿具有促进作用;添加2mmol/L PO₄^3-能提高残渣态铀的比例,促进铀的固定;RF能够促进S. sanxanigenens对Fe(III)和U(VI)的还原,且反应过程伴随着次生铁矿物的生成.这些研究结果为提出RF介导S. sanxanigenens释放及再固定铀的新方法奠定了基础.     

Application of ferrate（VI） in the treatment of industrial wastes containing metal-complexed cyanides ： A green treatment

Ferrate(VI) was employed for the oxidation of cyanide (CN) and simultaneous removal of copper or nickel in the mixed/complexed systems of CN-Cu, CN-Ni, or CN-Cu-Ni. The degradation of CN (1.00 mmol/L) and removal of Cu (0.095 mmol/L) were investigated as a function of Fe(VI) doses from 0.3–2.00 mmol/L at pH 10.0. It was found that Fe(VI) could readily oxidize CN and the reduction of Fe(VI) into Fe(III) might serve e ciently for the removal of free copper ions. The increase in Fe(VI) dose apparently favoured the CN oxidation as well as Cu removal. Moreover, the pH dependence study (pH 10.0–13.0) revealed that the oxidation of CN was almost una ected in the studied pH range (10.0–13.0), however, the maximum removal e ciency of Cu was obtained at pH 13.0. Similarly, treatment was carried out for CN-Ni system having the initial Ni concentration of 0.170 mmol/L and CN concentration of 1.00 mmol with Fe(VI) dose 2.00 mmol at various pH values (10.0–12.0). Results showed a partial oxidation of CN and partial removal of Ni. It can be observed that Fe(VI) can partially degrade the CN-Ni complex in this pH range. Further, Fe(VI) was applied for the treatment of simulated industrial waste/e uent waters treatment containing CN, Cu, and Ni.     

磁性吸附材料CuFe2O4吸附砷的性能

根据Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)都对砷有较强的亲和性,制备了同时含有Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的、可用磁分离方法进行分离回收的磁性吸附材料CuFe₂O₄,并对其进行了表征及吸附砷的性能研究.结果表明,该吸附剂对砷的吸附能力与溶液pH有关,在弱酸性及中性条件下,吸附砷的能力最强,而对As(V)的吸附能力比对As(Ⅲ)更强些,在平衡浓度为10μg/L时,其吸附容量可达10mg/g左右,可以很容易地将水中浓度为1～20mg/L的As(V)降到10μg/L以下.实验考察了几种无机阴离子对吸附砷的影响,表明较高浓度(砷浓度的20倍)的硫酸盐对As(Ⅲ)和As(V)的吸附均有一定影响,盐酸盐及磷酸盐则影响不明显;负载的As(V)可较容易地用0.1mol/L NaOH洗脱下来,使吸附剂再生,而As(Ⅲ)则难以洗脱,这与2种价态砷的吸附机理不同有关.     

奥奈达希瓦氏菌MR-1还原U(VI)的特性及影响因素

探讨了在腐殖质模式物蒽醌?2?磺酸钠(AQS)存在条件下,奥奈达希瓦氏菌MR-1的还原U(VI)特性.结果表明,在厌氧环境下奥奈达希瓦氏菌以AQS为电子穿梭载体,利用电子供体高效还原U(VI).当菌体投加量为1.2×109 个时,其还原铀的效率达95.09%; AQS的浓度低于0.5mmol/L时有利于MR-1菌厌氧还原U(VI),AQS浓度的升高U(VI)的还原明显受到抑制.当U(VI)初始浓度为30.0mg/L时,分别以甲酸盐、乙酸盐和乳酸盐为电子供体,经过7d后其还原率分别达到95.37%、92.41%和95.65%.金属离子(Cu2+、Mn2+、Ca2+)、有毒有机物等对U(VI)还原产生影响.当Ca2+的浓度为2.0mmol/L时,对U(VI)的还原有微弱的促进作用,而当Cu2+和Mn2+浓度为2.0mmol/L时,则存在较强的抑制作用.奥奈达希瓦氏菌也能利用环境中甲苯、三氯乙酸、顺丁烯二酸等有毒物质高效还原U(VI),同时使有毒物质得到降解.扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)分析结果表明,奥奈达希瓦氏菌菌体中沉积了铀元素.     

On-line batch production of ferrate with an chemical method and its potential application for greywater recycling with Al(III) salt

Ferrate(VI) salt is an oxidant and coagulant for water and wastewater treatment. It is considered as a possible alternative method in greywater treatment. However, challenges have existed in putting ferrate(VI) technology into full-scale practice in water and wastewater treatment due to the instability of ferrate solution and high production cost of solid ferrate products. This study demonstrated a new approach of greywater treatment with on-line batch production of Fe(VI) to which Fe(III) salt was oxidized at a weak acidity solution. A series of experiments were conducted to investigate the effect of Fe(VI) on light greywater (total organic carbon (TOC) = 19.5 mg/L) and dark greywater (TOC = 55 mg/L) treatment under different conditions with varying pH and Fe(VI) doses. In addition, the combination use of Fe(VI) and Al(III) salts was proved to be more efficient than using the Fe(VI) salts alone at greywater recycling. The optimum dosage of Fe(VI)/Al(III) salts was 25/25 mg/L for light greywater, 90/60 mg/L for dark greywater, respectively. The TOC values of both light greywater and dark greywater were reduced to less than 3 mg/L with the dosages. The cost for treating greywater was 0.06–0.2 $/ton at ferrate(VI) dosage of 25–90 mg/L and 0.008–0.024 $/ton at AlCl₃ dosage of 25–60 mg/L. The full operating cost needs further assessment before the Fe(VI)/Al(III) technology could be implemented in greywater treatment.     

4种金属离子对高岭土胶体上蒽分布的影响

在水/土比10、180r/min振荡和室温28℃条件下,研究Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ca2+对高岭土上蒽分布的影响.结果表明,高岭土对Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ca2+的吸附平衡时间和平衡浓度分别为24h和(20 ± 3)mg/g.当金属离子负荷330mg/g时,上清液中高岭土胶体最低浓度为(40 ± 3)mg/L.添加Fe3+时,总胶体浓度从52mg/L增加到133mg/L;添加Cu2+或Zn2+时,总胶体浓度从52mg/L增加到110mg/L;添加Ca2+时,总胶体浓度从52mg/L增加到73mg/L.上清液中蒽浓度增加趋势与上清液中总胶体浓度的变化趋势一致,添加Fe3+时,蒽浓度从30ng/L增加到73ng/L;添加Cu2+或Zn2+时,蒽浓度从28,35ng/L增加到65,66ng/L;添加Ca2+时,蒽浓度从40ng/L增加到50ng/L.上清液中蒽浓度的增加趋势与所添加的金属电荷密度高低顺序一致(Fe3+ > Cu2+、Zn2+).在pH值为6.5时,Ca2+对增加上清液中蒽浓度能力最弱.