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2500mg/m³，喷淋量为1000mL/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2500mg/m3,喷淋量为1000mL/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.     

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。     

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.     

Fenton氧化对硝基苯酚过程中Fe2+/Fe3+的氧化还原机制

Fenton降解对硝基苯酚(PNP)过程中,Fe2+经历一个快速氧化后快速还原,最后在高浓度水平上保持稳定的变化过程。通过分析中间产物的变化过程,发现有机中间产物氢醌和苯醌构成一对氧化还原体系催化Fe3+向Fe2+的转化,本研究从Fe2+/3+转化机制的角度进一步明确了Fenton降解PNP的机理。     

不同污泥浓度对生物沥滤过程的影响

以硫酸亚铁盐作为底物,氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans）为主要沥滤微生物,在底物投配比为10 g/L,温度为25℃,曝气量为1 L/min的条件下,对5种不同浓度的桂林城市污泥中重金属进行生物沥滤试验。结果表明,生物沥滤的污泥浓度宜控制在25.6 g/L,沥滤3 d后,污泥中超标元素Cu、Zn和Cd的去除率分别达到58.17%、75.90%和93.64%,沥滤处理后污泥中残余重金属含量符合污泥农用的国家标准。     

氧化亚铁硫杆菌对电子垃圾焚烧迹地重金属形态的影响简

采用生物淋滤法处理电子垃圾焚烧迹地重金属严重污染的土壤。所用氧化亚铁硫杆菌是从矿坑废水中通过一系列培养、分离和纯化得到。实验结果表明,生物淋滤法可以有效地去除土壤中重金属Cu、Pb和Zn,去除率的大小顺序为Zn>Cu>Pb;采用五步连续提取法分析处理前后土壤中重金属的存在形态,结果表明,通过氧化亚铁硫杆菌处理受重金属污染的土壤,可以促使易移动的重金属结合态的溶解（可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态）,并使难移动的重金属结合态向易移动的重金属结合态转变。     

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%.     

PVA-Ca(NO3)2法固定化氧化亚铁硫杆菌对Fe2+的氧化及动力学研究

把聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠和氧化亚铁硫杆菌混合水溶胶滴入1%～5%(质量分数)的Ca(NO3)2溶液中凝固成型,并把成型后的颗粒置低温冷冻,形成固定化颗粒.用该颗粒填充固定床生物反应器进行连续操作,考察了不同稀释率下固定床生化反应器氧化Fe2 的情况,在温度30 ℃、pH1.8、稀释率0.5 h-1条件下,Fe2 最大氧化速率达2.90 g/(L·h).而且固定化操作简单,即使在没有灭菌的情况下,稳定性保持良好,具有较好的应用前景.     

氧化亚铁硫杆菌对亚铁离子的氧化及其动力学研究

采用9K培养基研究了氧化亚铁硫杆菌氧化Fe^2＋过程中,pH和氧化还原电位的变化规律,并对Fe^2＋的氧化过程进行动力学分析,确定了其反应级数及反应速率常数。结果表明,（1）在温度为30℃,摇床转速为150r／min的条件下,氧化亚铁硫杆菌的最佳接种量为10．0％;（2）Fe^2＋初始质量浓度在11．39～21．72g／L时,随着浓度的增大,Fe^2＋达到100％转化率需要的时间增加;（3）氧化亚铁硫杆菌对Fe^2＋的氧化可近似看作一级反应,反应速率常数为0．0527～0．0788h。     

亚铁离子活化过硫酸氢钾复合盐降解水溶液中酮洛芬

以亚铁离子活化过硫酸氢钾（PMS）所产生的硫酸根自由基为氧化剂,氧化水中的酮洛芬,考察了pH值、温度、Fe2+浓度、Fe2+/PMS摩尔比以及Fe2+投加方式等因素对酮洛芬氧化降解的影响,探究氧化降解酮洛芬（KTP）的最佳运行条件。结果表明,在实验范围内,pH值为3、温度为45℃和Fe2+/PMS/KTP浓度比为20/15/1时酮洛芬的降解效果最好,酮洛芬的去除率达到66.8%。分批式投加Fe2+,使硫酸根自由基（SO4·-）持续生成,这样更有利于酮洛芬的降解。     

亚铁离子活化过硫酸氢钾复合盐降解水溶液中萘普生

在不同pH值、Fe2+浓度和过硫酸氢钾复合盐(PMS)浓度下,探究降解萘普生(NPX)的最佳条件,并通过分批投加Fe2+和改变投加顺序的方式,提高降解NPX的效率.结果表明,NPX在pH=3的条件下,降解效果最好;Fe2+浓度改变时,PMS/ Fe2+/NPX=1/0.75/1条件下,NPX去除率最高;分批投加Fe2+和先投加Fe2+均可大幅提高NPX去除率.缓慢少量的产生硫酸根自由基(SO4·-)更利于处理有机物,Fe2+的浓度则在产生自由基方面起着重要作用.     

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。     

Fe2+活化过硫酸氢钾复合盐降解吲哚美辛

通过亚铁离子活化过硫酸氢钾复合盐产生氧化性的硫酸根自由基,以吲哚美辛（IM）为目标污染物,研究了不同亚铁离子浓度和过硫酸氢钾浓度,以及加入Cl-离子和腐殖酸对吲哚美辛降解情况的影响。结果表明,[IM]：[PMS]：[Fe2+]=1：2：2条件下,IM的去除率接近100%;低浓度的Cl-抑制吲哚美辛的降解,高浓度则为促进作用;而腐殖酸都在不同程度上抑制了吲哚美辛的降解。经淬灭实验表明,亚铁离子活化过硫酸氢钾降解吲哚美辛中起主要作用的自由基是SO4-·。该方法能在短时间内高效降解吲哚美辛,为实际废水中吲哚美辛去除提供参考。     

改性沸石去除地下水中铁锰实验研究

测定了2种改性沸石的基本特性,并选取0.6 m层高的交换柱,通过动态试验,研究其分别用于除铁和除锰的工艺性能。实验结果表明,2种沸石质量全交换容量分别为578.2 mmol/kg和722.2 mmol/kg;产水水质均能达到饮用水标准：含铁量≤0.3 mg/L,含锰量≤0.1 mg/L;减少进水中铁锰含量（≤2 mg/L）和降低运行流速（≤20 m/h）,都有利于提高工作交换容量,但流速对除铁沸石影响较小;再生剂为1 mol/L的NaCl,再生速率1 m/h条件下,每升除铁沸石再生剂用量为1.2 L,洗脱率（再生废液中目标离子含量与原水中过滤时的去除量之比）达0.95,比耗（再生剂用量与工作交换容量之比）为16,每升除锰沸石再生剂用量为1.6 L,洗脱率达0.8,比耗为16。     

泥浆系统中Fe2+活化过碳酸钠降解三氯乙烯

主要探究泥浆系统中Fe2+活化过碳酸钠(SPC)降解三氯乙烯(TCE)的效果。通过批次实验研究土壤对TCE的吸附作用,并考察泥浆系统中SPC和Fe2+投加量对TCE去除效果的影响。结果表明,土壤对TCE具有一定的吸附作用;泥浆系统中,土壤含有的有机质越多,TCE去除效果越低;当SPC/TCE摩尔比为5/1~20/1时,SPC投加量对TCE去除影响不明显,TCE去除效果随Fe2+投加量增大而提高。当水土质量比为30/1,TCE初始浓度为20 mg/L时,SPC/Fe2+/TCE最优摩尔比为10/30/1,此时TCE最终去除率达到97.5%。综上所述,Fe2+活化过碳酸钠降解三氯乙烯快速高效,为应用于实际场地修复提供有效的理论依据。     

基于生物淋滤的城市污泥重金属溶出及形态迁移

利用生物淋滤法处理城市污泥,以生物淋滤过程中pH、ORP（氧化还原电位）变化以及重金属（Zn、Cu、Cd）溶出率为指标,考察淋滤菌接种比例、初始pH、淋滤时间对生物淋滤的影响,并分析了生物淋滤前后,重金属形态变化以及重金属的生物有效性和迁移性。结果表明富集筛选的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（A. f）可有效溶出污泥中的重金属。生物淋滤最佳条件为：初始pH=4.00,淋滤菌接种比例30%,重金属Zn,Cu,Cd在第10天的整体处理效果最优,溶出率分别达到75.30%、50.40%和74.44%。BCR形态分析表明：原污泥中Zn,Cu,Cd主要以弱酸提取态、可还原态和氧化态存在,残渣态较少;生物淋滤之后,3种重金属弱酸提取态、可还原态和氧化态含量有不同程度降低,其中,可还原态含量降低最为显著,残渣态基本无变化,并且淋滤后污泥中重金属氧化态及残渣态所占比例较淋滤前高,污泥稳定性得到提升。生物淋滤可以通过减少污泥中重金属含量和改变重金属形态降低其生物有效性和迁移性。     

氧化亚铁硫杆菌浸出废弃挠性PCB中金属的影响因素分析

废弃挠性PCB是资源化价值高的电子废弃物之一,正需环境友好的方法回收其所含的多种有价金属。采用显微镜对破碎后的挠性PCB粉样进行解离情况观察,发现破碎法难以将挠性PCB中的金属与非金属解离。通过设计单因素实验,研究挠性PCB粉末粒度大小、添加量、培养液初始pH、菌接种量、活化时间以及FeSO4·7H2O添加量6个因素对氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f菌）浸出挠性PCB中金属过程的影响。结果表明,A.f菌不能浸出挠性PCB中Au,但Cu、Ni可以有效浸出且最优化条件为：10 g·L-1挠性PCB、粒度0.25~0.42 mm、培养基初始pH 2.5、菌接种量5%、菌活化时间5 d、FeSO4·7H2O添加量30 g·L-1,金属Cu的浸出率达到90.1%,比未接种处理高出42.4%;金属Ni的浸出率达到了85.9%,比未接种处理高出了32.9%。因此,采用生物法可环境友好地回收挠性PCB中Cu、Ni,有利于废弃挠性PCB的资源化处理。