氧化亚铁硫杆菌菌液脱除SO_2的实验研究

对比了酸性水溶液、酸性Fe3+溶液、含Fe3+的氧化亚铁硫杆菌菌液的SO2脱除效果,分析了氧化亚铁硫杆菌在SO2脱除过程中的主要作用。结果表明:(1)在实验的进气SO2浓度范围内,酸性水溶液对SO2的吸收仅为物理吸收,反应进行到60min时,SO2脱除率均降至15%以下,溶液不再具有SO2脱除能力。(2)对酸性水溶液、酸性Fe3+溶液和含Fe3+的氧化亚铁硫杆菌菌液3种吸收液而言,在实验的进气SO2浓度范围内,进气SO2浓度越高,SO2脱除率越低;Fe3+初始质量浓度为4.44g/L时,SO2脱除效果较好。(3)氧化亚铁硫杆菌在SO2脱除过程中,直接氧化作用不明显,其主要作用是将Fe2+氧化为Fe3+,维持溶液中Fe3+的浓度,这种间接氧化的作用对SO2的有效脱除非常重要。     

载体对氧化亚铁硫杆菌氧化活性的影响及生物量分析

载体的选择对氧化亚铁硫杆菌的固定化至关重要,选择活性炭、煤矸石、陶粒和沸石4种载体,考察这4种载体在不同添加量下对氧化亚铁硫杆菌氧化活性的影响,并分析载体表面附着的生物量.结果表明,这4种材料均可作为细菌固定化培养的载体材料.在载体添加量为25～75 g/L条件下,载体对细菌生长过程中Fe2 浓度变化影响最大,随载体添加量的增加,Fe2 氧化速率增加,而对pH变化和Eh变化无明显影响.单位重量的活性炭、陶粒和沸石的生物量高于单位重量煤矸石的,但随载体添加量的增加,其生物量减小;对煤矸石,随载体添加量的增加,其生物量增加.     

氧化亚铁硫杆菌的筛选、生长特性及其橡胶再生研究

从大西洋底死火山口土壤中筛选出一株硫杆菌,经16S rDNA鉴定为氧化亚铁硫杆菌。研究了初始底物Fe2+浓度,初始pH,接种量对其生长的影响,确定了其最佳的生长的条件:在30℃、170 r/min条件下,最适底物Fe2+浓度为9 g/L,最佳初始pH为2.5,最适接种量为10%(体积分数)。探讨了氧化亚铁硫杆菌对天然硫化橡胶的脱硫再生,橡胶的SEM分析、FTIR图谱及EDS图谱研究表明氧化亚铁硫杆菌对硫化胶粉的硫交联键有断裂或转化作用,脱硫率达52.6%,氧化亚铁硫杆菌对天然橡胶具有一定的再生作用。     

营养成分对Fe2+生物氧化的影响

在29℃和160 r/min条件下,以广东云浮矿山酸性废水为种源,采用9K培养基,经过富集培养得到氧化亚铁硫杆菌A.f.a。利用分批摇床实验,研究了在A.f.a作用下,溶液初始NH4+-N、PO34--P、Mg2+、Ca2+和Cu2+等基本营养成分对Fe2+生物氧化的影响。结果显示,随着NH4+-N、PO34--P、Ca2+或Cu2+离子浓度增加,Fe2+生物氧化率都先增大后降低,各离子最佳浓度分别为84.8、35.6、2.4和254.5 mg/L;Fe2+生物氧化率随着Mg2+浓度的增加逐渐增大,并趋于稳定,其限制浓度为88.8 mg/L。上述结果可用于控制营养条件促进Fe2+的生物氧化。     

氧化亚铁硫杆菌浸铜作用研究

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)对铜浸出的作用,从某煤堆积水中分离得到A.f菌,利用该菌对铜进行浸出实验,设置3个处理,3个处理的浸出液分别为9 K培养基(简称S),成熟菌液(简称MS)和过滤除菌液(简称FS)。结果表明,3个处理中铜都得到了浸出,浸出铜浓度按S、FS和MS依次递增分别为4 433、5 377和6 296 mg/L;浸出初期,MS中的铜,浸出速度最快,过滤除菌液中次之,而培养基中的速度比较稳定,比前两者均慢,24 h后三者浸铜速度趋近一致;三者中pH、Eh变化相似,pH均先升高至3.4左右保持相对稳定,Eh均先迅速下降至280 mV后保持稳定。由实验可知,氧化亚铁硫杆菌主要在浸出初期促进了铜的浸出,且菌液中溶解氧氧化Fe2+以及酸性条件下氧化Cu0对铜的浸出作用不容忽视。     

富里酸和Ca2+共存对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌介导生成次生高铁矿物的影响

为揭示富里酸和Ca²⁺共存对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化酸性矿山废水(AMD)中的Fe²⁺和形成次生高铁矿物的影响,分析了pH、Fe²⁺氧化率、铁沉淀率以及次生高铁矿物矿相、基团等相关指标。结果表明,Ca²⁺确实具有提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌氧化Fe²⁺的能力。低质量浓度(0.2 g/L)的富里酸对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌活性的提高具有促进作用,高质量浓度(0.4 g/L)的富里酸具有抑制作用,而增加Ca²⁺反过来能够减弱高浓度富里酸对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的抑制作用。对形成的次生高铁矿物进行X射线衍射(XRD)和傅立叶红外光谱(FTIR)分析,结果表明高浓度富里酸促进了另一次生高铁矿物草黄铁矾的生成。     

氧化亚铁硫杆菌浸出线路板中铜的研究

从煤堆积水中分离得到氧化亚铁硫杆菌,利用该菌种对线路板中的铜进行了浸出实验.研究了不同线路板粉末添加量对浸出效果的影响,观察了浸出过程中pH和氧化还原电位(Eh)的变化,结果表明添加量为10 g/L和20 g/L时,在15 d内线路板Cu几乎全部浸出,而50g/L和100g/L在15 d内亦有较高的浸出效率,并呈持续上升趋势.     

氧化亚铁硫杆菌浸出线路板中铜的研究

从煤堆积水中分离得到氧化亚铁硫杆菌，利用该菌种对线路板中的铜进行了浸出实验。研究了不同线路板粉末添加量对浸出效果的影响，观察了浸出过程中pH和氧化还原电位（Eh）的变化，结果表明添加量为10g／L和20g／L时，在15d内线路板Cu几乎全部浸出，而50g／L和100g／L在15d内亦有较高的浸出效率，并呈持续上升趋势。     

低品位电镀污泥对氧化亚铁硫杆菌活性的影响

以氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferroxidans,以下简称T.f菌）和低品位电镀污泥（干污泥中主要重金属组分低于3%的电镀污泥,以下简称污泥）为主要实验材料,研究了不同污泥浓度、初始pH对T.f菌Fe2＋氧化速率的影响。将实验组中T.f菌重新接种于新鲜9 K液体培养基,以考察T.f菌经实验处理后对新鲜9 K液体培养基中Fe2＋的氧化能力,结果表明,低品位电镀污泥对T.f菌Fe2＋氧化速率具有显著抑制作用,2.5 g/L的污泥浓度即可使T.f菌Fe2＋氧化速率由23.86 mg/（mL·h）降低至10.72 mg/（mL·h）;调节溶液初始pH,可有限改善T.f菌在低污泥浓度条件下的Fe2＋氧化速率,但在较高污泥浓度时,对其Fe2＋氧化速率无促进作用。     

低分子量有机酸对氧化亚铁硫杆菌影响

氧化哑铁硫杆菌生物淋滤修复重金属污染土壤研究报道很少,因为该菌对低分子量有机酸敏感.研究 6 种低分子量有机酸(甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸和柠檬酸)对嗜酸性氧化哑铁硫杆菌 R2 氧化 Fe2 的影响,且利用高效液相色谱法测定沈阳冶炼厂和张士灌区重金属污染土壤中低分子量有机酸的浓度.结果表明,6 种有机酸对 R2 氧化能力均具有抑制作用,且抑制顺序为:甲酸乙酸丙酸草酸苹果酸柠檬酸.其中 R2 对甲酸最敏感,甲酸浓度为0.064 mmol/L时,抑制率达到 60%;浓度为 0.254 mmol/L时,R2 氧化Fe2 的能力完全被抑制.液相色谱分析可知,冶炼厂和张士灌区土壤中有机酸的浓度很低,其中草酸含量最高,分别为 0.04和 0.149 mmol/L.尽管氧化亚铁硫杆菌对低分子量有机酸很敏感,但是试验土壤中低分子量有机酸的浓度远远低于硫杆菌的耐受限度.因此,分离菌株 R2 有望应用于重金属污染土壤的修复.     

氨吹脱-Fenton氧化预处理阿奇霉素废水的研究

采用氨吹脱-Fenton试剂氧化法对阿奇霉素废水进行预处理，考察了各种因素对处理效果的影响。实验结果表明：在pH值为11，吹脱时间160 min，温度30℃的条件下，氨氮浓度从2 458.7 mg/L降低到421.7 mg/L，去除率可达82.85%；Fenton氧化吹脱出水的适宜工艺条件：初始pH值为3、反应时间90 min、FeSO₄·7H₂O投加量为0.01 mol/L、H₂O₂/Fe²⁺的投加比16∶1，此时，COD去除率为72.6%；废水经预处理后，有效地改善了废水水质，提高了废水的可生化性，由初始的0.1增至0.37，为后续废水的生化处理提供了有利条件。     

焦化废水泡沫分离液的Fenton催化氧化预处理

以焦化废水处理过程产生的泡沫分离液为研究对象，对其进行Fenton催化氧化处理实验，考察H₂O₂用量、Fe²⁺浓度、pH和反应时间4个因素对处理效果的影响，并结合GC/MS方法比较处理前后泡沫分离液中有机物的种类及其生物降解性的变化。结果表明，采用［H₂O₂］=100 mmol/L、［Fe²⁺］=100 mg/L、pH=3、反应时间为30 min的Fenton催化氧化反应条件，可以使分离液的COD去除率达到68%以上；经Fenton处理后，分离液的B/C值由0.12提高至0.38，生物降解性明显改善；通过GC/MS的分析，基本明确分离液中含有的有机物主要为酚、胺、腈、酯类有机物及喹啉、吡啶等杂环化合物，大多数属于难降解且生物毒性较强的有机物。针对这些复杂组分共存的泡沫分离液，利用Fenton试剂较强的氧化能力能够将其含有的有毒/难降解有机物转化为低毒或无毒的小分子有机物，为其后续的生物处理创造良好的条件。     

UV/Fenton法处理酸性红B研究

采用UV/Fenton高级氧化技术对酸性红B模拟废水进行处理,当进水浓度为400mg/L时,确定了各影响因素的最佳投加量:H2O2投加量为2 mL/L,Fe2 投加量为0.08g/L,最佳pH值为4;并采用一级动力学公式对酸性红B降解速率进行拟合,研究了反应条件对速率常数的影响.最后通过对单独UV法、单独Fenton法和UV/Fenton法3种处理方法效果的比较,发现UV与Fenton试剂具有协同作用.     

Fe(II)EDTA/H_2O_2电催化降解甲基橙模拟废水的研究

在无隔膜电解槽中,采用SPR(Ru-Ir-TiO_2)为阳极,石墨为阴极,考察了Fe(II)EDTA/H_2O_2电催化降解甲基橙(methyl orange)模拟废水的影响,发现EDTA很大程度上促进了类电Fenton试剂对甲基橙模拟废水的降解.实验研究表明,在外加电压为5.0v,EDTA:Fe~(2+) =2:1(摩尔比,Fe~(2+) =40 mmol/L),H_2O_2=48 mmol/L,电解质Na_2SO_4=40 mmol/L,废水pH值为(6.5±0.1)的条件下,降解260 mg/L的甲基橙模拟废水90 min,EDTA的加入可以使甲基橙模拟废水的脱色率由29.5%上升到78.4%,COD由571.429 mg/L降至80 mg/L,COD的降解率为86%,EDTA在此过程中既是催化剂又是反应物,可有效避免EDTA带来二次环境污染的可能性.     

生化-调碱后垃圾渗滤液的Fenton深度处理效果

针对上海老港垃圾填埋场经过厌氧-曝气塘处理后的渗滤液难进一步处理的问题,对其采用厌氧滤池-好氧接触法、氧化钙2种方式预处理,在此预处理基础上,考察了Fenton法深度处理的效果,探讨了H2O2/Fe2+投加比、初始pH、H2O2投加量、反应时间和Fenton试剂投加方式对渗滤液COD去除效果的影响。研究发现:经过生物预处理后,渗滤液的COD和TP分别降低了24%和25%;氧化钙调碱可以进一步使COD和TP去除率分别达到42%和96%;后续Fenton深度氧化的最佳条件为:初始pH为2,H2O2投加量为2.4 g/L,H2O2/Fe2+摩尔比为5∶1,Fenton试剂一次投加,反应时间为2 h。在此条件下,渗滤液的COD从1 340 mg/L降到198 mg/L,总COD去除率达到85%。     

多核复合聚铝絮凝剂对水体残留铝的影响

采用分别添加金属离子Fe~(3+)和Zn~(2+)的方法制备多核复合型絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)和聚合氯化铝锌(PAZC),并与市售聚合氯化铝(PAC)比较处理高岭土模拟水样后出水残留铝浓度,得出复合絮凝剂具有更低的出水余铝量及更宽的pH适用范围以及更低的投加量。达到85%COD去除率,PAZC、PAFC和PAC用量分别为5、10和20 mg/L;处理后出水残余铝量分别为0.04、0.09和0.14 mg/L;处理成本分别为0.020、0.028和0.048元/t。     

一株高效脱硫菌的分离鉴定和脱硫特性研究

从污水净化厂二沉池回流污泥中分离到一株硫杆菌菌株dj-5，该菌株是一种兼性厌氧菌,通过生理生化特性鉴定,并结合16S rDNA序列分析及鉴定,该菌株可以确定为脱氮硫杆菌（Thiobacillus denitrificans）。该菌株的生长曲线表明菌体生长迅速,延滞期约为8 h,然后细菌进入对数生长期,这一阶段持续时间大约20～24 h,稳定期较短,细菌很快进入衰亡期。通过脱硫工艺实验考察了pH值、温度和搅拌速度对脱硫率和菌体生长的影响,结果表明，在进气量180 L/h、pH=6～8、温度为25～35℃和搅拌速度为270 r/min时,该菌株能正常生长,对进气浓度高达2 500 mg/m³的硫化氢脱除率在91%以上。     

Bacterial leaching of metals from sewage sludge by indigenous iron-oxidizing bacteria

Bioleaching of metals can be achieved in sewage sludge using Thiobacillus ferrooxidans, which obtains its energy requirements from the oxidation of added ferrous iron. The purpose of this study was to verify the presence of indigenous T. ferroxidans and to evaluate their adaptive capacity and leaching potential. Nineteen sludges (primary, secondary, aerobically and anaerobically digested, oxidation pond) were tested and all of them contained indigenous iron-oxidizing bacteria. The acclimation of these organisms by successive transfers allowed a rise of sludge redox potential over 450 mV and a decrease of sludge pH between 3.8 and 2.2 over a 10-day incubation period. The metal solubilization efficiencies were Cd: 55-98%, Cr: 0-32%, Cu: 39-94%, Mn: 71-98%, Ni: 37-98%, Pb: 0-31% and Zn: 66-98%, were reached with these indigenous strains. The results obtained show that the metal bioleaching may be easily realized by direct acclimation of sludge microflora.