微生物代谢与Fe3+催化氧化脱除烟气中SO2的研究

利用自制的鼓泡反应器,进行了含氧化亚铁硫杆菌的酸性铁溶液脱除烟气中SO2的实验研究.结果表明,细菌直接脱硫的效果较差;Fe3 在脱硫实验过程中既有催化作用,又有氧化作用;细菌主要起氧化Fe2 为Fe3 的作用,再通过Fe3 脱硫.Fe3 存在一个最佳质量浓度,在7～8 g/L左右.当初始Fe3 质量浓度为7.37 g/L时,脱硫10 h,其效率仍高达80%.     

生物滴滤塔脱除污泥干化尾气中的SO2

以市政污泥干化尾气中的主要含硫物质二氧化硫(SO2)为处理对象,从市政污泥中筛选出高效脱硫菌——嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f),搭建了实验室规模的生物滴滤塔,考察了进气质量浓度、气体停留时间、营养液喷淋密度和营养液中Fe2+浓度对生物滴滤塔脱除SO2的影响....     

气升式反应器中微生物烟气脱硫研究

基于微生物酸性铁溶液烟气脱硫特性,实验构建了一套内循环气升式反应器.在反应器中,利用处于对数生长期的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)酸性铁溶液进行了模拟烟道气SO2脱除实验研究.为寻求高脱硫率,实验研究了铁离子浓度、入口氧含量、细菌数和pH值的变化对脱硫率的影响.考察了反应液中Fe(Ⅱ)离子浓度的变化规律.实验表明,含T.f菌酸性铁溶液的脱硫效果较高;Fe离子浓度在7.67 g/L左右时脱硫率最佳;入口气中氧含量、反应液中细菌数和pH值越高,反应液的脱硫率也就越高.反应液中的Fe(Ⅱ)离子浓度是一先扬后抑的变化过程.     

亚铁离子生物氧化-还原法连续脱除硫化氢

为了降低工业废气中的硫化氢去除工艺成本和运行费用，对三价铁盐吸收与氧化亚铁硫杆菌对Fe²⁺的生物氧化联合作用脱除H₂S进行了研究。通过生物氧化塔中的固定化氧化亚铁硫杆菌细胞再生的Fe³⁺溶液，在H₂S还原吸收塔中脱除H₂S。通过单因素实验分别优化了生物氧化塔和H₂S吸收塔的运行参数，在生物氧化塔曝气量为150 L/h，停留时间为11 h，吸收液中Fe³⁺浓度为0.121~0.143 mol/L，吸收液流量为0.3 L/h，进气量为100 L/h条件下，进气中H₂S浓度分别为2.28和9.11 mg/L，系统连续运行至200 min时趋于相对稳定，当系统连续运行稳定时，H₂S的脱除率可分别达到95%和91%，脱除效果显著。     

Bio-SR工艺去除硫化氢气体的研究

采用Bio-SR工艺,利用铁盐吸收与氧化亚铁硫杆菌的联合作用对H2S进行脱除实验。通过改进微生物的培养条件,减少了83.9%的沉淀量,一定程度上解决了挂膜后生物填料塔易堵塞的问题,保证了填料塔的连续运行。在实验选取工况下,硫化氢脱除率可达到98.4%以上,当吸收液中Fe3+浓度为5.5～6 g/L、H2S进气浓度为1 g/m3、通气量为0.08～0.12 m3/h时效果最佳,反应器可持续高效地运行。此外,对进气浓度、通气量与硫化氢去除率之间的相关性进行了进一步研究,其结果有利于反应器及运行参数的优化设计。     

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。     

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。     

硫化物矿山尾矿生物氧化作用的抑制研究

硫化物矿山尾矿的风化、氧化会对周围环境产生危害,研究表明,以氧化亚铁硫杆菌为代表的嗜酸氧化菌起了非常重要的作用。本研究以从广东韶关大宝山尾矿分离得到的一株氧化亚铁硫杆菌作为实验菌株,添加不同剂量的杀菌剂,分析了杀菌剂对溶液pH、Eh值的影响,及杀菌剂的Fe2+氧化抑制率和最佳使用浓度。结果显示:实验用杀菌剂SDS和CTAB能有效地抑制金属硫化物尾矿的生物氧化和酸化:ρ(SDS)为30 mg/L时Fe2+的氧化抑制率达到82.83%;ρ(CTAB)为5 mg/L时Fe2+的氧化抑制率达到80.84%,添加了杀菌剂的溶液pH、Eh基本保持初始值不变,表明杀菌剂的使用可以控制金属硫化物尾矿的酸化污染。     

氧化亚铁硫杆菌对双底物的利用

氧化亚铁硫杆菌是脱硫领域的重要微生物之一。研究了在亚铁和含硫基质双底物存在的条件下,氧化亚铁硫杆菌对2种能源物质的利用情况,结果表明,Thiobacillus ferrooxidans在双底物利用过程中,铁氧化系统首先启动,随Fe2＋浓度的下降,硫氧化系统开始启动,之后两者协同作用;3种含硫基质的存在对Fe2＋的氧化有不同的影响,S对Fe2＋的氧化不产生抑制作用,而Na2S2O3和Na2SO3对Fe2＋的氧化有一定的抑制,尤其是Na2SO3的抑制作用更明显,亚铁完全氧化所需的时间更长。     

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。     

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。     

生物催化氧化法脱除H2S的试验研究

针对H2S污染的严峻形势,构建了包括催化再生装置和生物滴滤器的生物催化氧化装置.该装置以沸石为填料,以氧化亚铁硫杆菌为脱硫菌种,通过微生物和Fe3 的双重氧化作用高效脱除H2S.试验确定了装置的适宜喷淋量和沸石的最佳粒径.在温度为30 ℃,进气量为0.25 m3/h,进气H2S浓度为2500 mg/m3,喷淋量为1000 mL/h,喷淋液的pH值为1.97、Fe3 浓度为0.05 mol/L的条件下,出气H2S浓度足以达到GB14554-93规定的一级厂界标准值.试验证明,生物催化氧化法是一种新型高效的脱硫技术,应进一步开展中试研究.     

生物氧化磁黄铁矿产生铁离子

从广东云浮矿山酸性废水中富集获得氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans),利用该氧化亚铁硫杆菌研究了反应时间、pH、温度、矿浆浓度和矿物粒度对磁黄铁矿生物氧化获得铁离子的影响。结果表明,在29℃,摇床转速200 r/min,10%接种量条件下,氧化亚铁硫杆菌可以明显促进磁黄铁矿的氧化,但反应后期有黄钾铁矾沉淀生成,不利于获得铁离子;控制溶液pH值为2.00,温度在29～36℃范围,可促进生物氧化磁黄铁矿获得铁离子;铁离子量随着矿浆浓度的增大和矿物粒度的减小而增加,优化的矿浆浓度和矿物粒径分别为6%和58μm左右。     

氧化亚铁硫杆菌浸出线路板中铜的作用方式研究

通过实验方法,研究微生物浸出线路板中铜的作用方式,确定固、液相微生物对浸出的影响.结果表明:(1)实际浸出后固相生物量占总生物量的95%左右,固相生物量和液相生物量接近20∶1(摩尔比).(2)铜的浸出率符合经典的收缩核模型.(3)扫描电镜观察发现,铜浸出后表面存在与氧化亚铁硫杆菌尺度一致的沟壑.透析袋的隔离实验表明,氧化亚铁硫杆菌的间接浸出率约占总浸出率的40%左右,氧化亚铁硫杆菌的直接浸出率占60%左右.这表明,浸出过程存在氧化亚铁硫杆菌与铜的直接接触作用,且这个作用在浸出过程中起主导作用.     

氧化锌吸收-空气氧化法烟气脱硫实验研究

采用次氧化锌配制成的悬浮浆液脱除吸收模拟烟气中的SO2,吸收产物亚硫酸锌浆液再通过鼓风湿式氧化成硫酸锌溶液,以验证氧化锌吸收空气氧化法烟气脱硫的效果。通过改变气体流量、SO2浓度、浆液温度及pH值等工艺参数,探索吸收和氧化过程的最佳控制条件。结果表明,氧化锌浆液对含SO2浓度从5800～8600mg/m3的烟气脱除效率均可达到90%以上,吸收容量为39gSO2/15g次氧化锌;氧化过程控制吸收终点浆液pH值为50以及浆液温度在38℃,氧化率可达95%。     

氧化锌吸收-空气氧化法烟气脱硫实验研究

采用次氧化锌配制成的悬浮浆液脱除吸收模拟烟气中的SO2，吸收产物亚硫酸锌浆液再通过鼓风湿式氧化成硫酸锌溶液，以验证氧化锌吸收-空气氧化法烟气脱硫的效果。通过改变气体流量、SO2浓度、浆液温度及pH值等工艺参数，探索吸收和氧化过程的最佳控制条件。结果表明，氧化锌浆液对含SO2浓度从5800～8600mg／m^3的烟气脱除效率均可达到90％以上，吸收容量为3．9gSO2／15g次氧化锌；氧化过程控制吸收终点浆液pH值为5．0以及浆液温度在38℃．氧化率可达95％。     

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.     

生物滴滤池脱除烟气中SO2的实验研究

将分离筛选得到的氧化亚铁硫杆菌固定在生物滴滤池的填料上,组成生物滴滤池反应系统,并研究了进气SO2浓度、气体流量、液气比、循环液中铁离子浓度对脱硫效率的影响,此外还分析了该反应系统的脱硫机理.     

生物滴滤池脱除烟气中SO2的实验研究

将分离筛选得到的氧化亚铁硫杆菌固定在生物滴滤池的填料上，组成生物滴滤池反应系统，并研究了进气SO2浓度、气体流量、液气比、循环液中铁离子浓度对脱硫效率的影响，此外还分析了该反应系统的脱硫机理。     

氧化亚铁硫杆菌浸铜研究及胞外多聚物的作用

为了获得氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)以及胞外多聚物(extracellular polymeric sub-stances,EPS)对铜浸出的作用结果,进行了透析袋实验,设置2个处理,2者的浸出液均为成熟菌液,但一个将铜片装入透析袋中以隔离A.f及EPS与铜的直接接触。结果表明:(1)菌液的处理和加透析袋的处理中铜都得到了浸出,240 h铜的浸出浓度分别为6 796 mg/L和1 366 mg/L,可知A.f及EPS与铜片直接接触能促进铜的浸出;(2)透析袋的处理中Fe3+保持较高浓度,说明Fe3+与EPS络合后被阻挡在透析袋外面从而不能与铜反应,可知EPS在A.f浸铜中起了媒介载体的作用;(3)2者的SEM图表明无透析袋的处理A.f与铜在实验初期发生了吸附,实验后期则无,实验初期铜快速浸出是由于传质距离短,而后期速度变缓是由于传质距离增大。