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。     

净化SO2的生物膜填料塔中微生物类群分析

对净化废气中SO2的生物膜填料塔内的微生物进行了分离纯化并做鉴定,得到一株嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxdans IEL001)和一株分类地位非常接近链二孢属(Bispora sp.)的极端嗜酸真IEL002,生物膜填料塔内的极端酸性环境和有机营养的缺乏导致生物膜上的微生物种类较为...     

石英砂提高城市污泥生物沥浸效率主导因素分析

通过摇瓶实验探究石英砂提高城市污泥生物沥浸效率的主导因素.结果 表明,在0～72h内,生物菌液酸化效应在提高污泥脱水性能中占据主导作用;在72h之后,次生矿物的形成对提高污泥脱水性能的贡献率超过生物菌液.随着生物沥浸持续进行,石英砂诱导次生矿物产量逐渐增加,次生矿物在生物菌液酸化效应基础上进一步强化污泥脱水性能.在二者...     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌处理线路板行业污泥的无害化

研究了一株用于浸出线路板中Cu的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans简称:A.f菌)在高固液比下无害化处理线路板污泥的影响.实验以A.f菌为原始菌种,通过周期性的驯化培养,在不同的浸出条件下探究了生物浸出时间、培养基pH值、菌种驯化周期、固液比和硫酸亚铁浓度等因素对A.f菌浸出线路板行业污泥中有价金属的影响.结果表明:当固液比高于1:20时,溶液中高浓度的重金属对微生物浸出有抑制作用,但通过连续的驯化培养可以提高菌种的耐受性,在FeSO4·7H2O投加量为60g/L、9k培养基初始pH为0.5、浸出时间为6d、固液比为1:10的条件下, Cu、Ni和Zn的浸出率可达:78%、53%和74%.     

嗜酸硫杆菌双组分信号转导系统多样性分析

为探索嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus)对极端矿山环境条件感知和反应分子机制的差异,利用生物信息学方法鉴定和分析了两株嗜酸氧化亚铁硫杆菌、一株喜温嗜酸硫杆菌和一株耐冷嗜酸硫杆菌的双组分信号转导系统(TCS)结构多样性特征.结果表明,4株嗜酸硫杆菌拥有27~38个TCS蛋白,聚类分析显示有16组配对的TCS族、4组孤儿组氨酸蛋白激酶(HK)和9组孤儿反应调节蛋白(RR),与其进化分支有较好的相关性;其中9个配对和5个不配对的TCS 蛋白族为嗜酸硫杆菌菌株所共有,其余特有TCS均在一个或几个菌株中缺失.嗜酸硫杆菌菌株共有的TCS功能涉及氮素固定及代谢调节、柠檬酸/苹果酸代谢调节等,特有TCS功能涉及如趋化性调控、重金属响应、铜抗性调控等,这可能有助于菌株在极端矿山环境中生存.     

氧化亚铁硫杆菌密度与营养供给对硫铁矿生物氧化的影响

探究硫铁矿生物氧化过程的影响因素有利于揭示酸性矿山废水形成规律.本研究采用摇瓶试验,探究了氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5(A.ferrooxidans LX5)密度对硫铁矿生物氧化的影响.同时,在菌密度为1.40×107cells·m L-1的环境中,研究了微生物营养(无铁改进型9K液体培养基)供给对硫铁矿生物氧化的影响.结果表明,A.ferrooxidans LX5及其营养成分的引入显著加速了硫铁矿生物氧化体系H+的释放,0.70×107~2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入,可使得H+释放量较无菌对照提高1.51~3.31倍.半量浓度和全量浓度无铁改进型9K液体培养基的加入,可使菌密度为1.40×107cells·m L-1硫铁矿氧化体系的H+释放量提高3.24与2.75倍.相对于A.ferrooxidans LX5密度为0.70×107cells·m L-1的体系,1.40×107cells·m L-1或2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入明显提高硫铁矿氧化体系总Fe离子与SO2-4的释放效率,且71.9%~88.3%的总Fe离子主要以Fe2+存在.微生物营养供给使得总Fe离子与SO2-4的释放效率加速显著,而总Fe离子几乎全部以Fe3+存在.当菌密度大于1.40×107cells·m L-1时,体系生物氧化后所得硫铁矿表面存在明显的侵蚀坑.相对于半量浓度改进型9K培养基养分供给,全量改进型9K液体培养基的引入由于体系次生铁矿物覆盖硫铁矿明显而抑制了总Fe离子与SO2-4的释放.硫铁矿氧化所得酸性废水经Ca O中和至pH约为7.00,总Fe近乎全部去除,而SO2-4去除率相对较低(26.7%~73.9%).本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.     

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.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌对煤炭脱硫影响的研究

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)广泛应用于湿法冶金和煤炭脱硫。不同的实验条件对煤炭脱硫效率的影响很大。以QXS菌株为实验对象,分别考查了处理时间、初始pH、煤样粒度、煤浆质量分数等因素对煤炭脱硫效率的影响,结果表明:处理时间达到10d后,全硫脱除率达到65%且不再继续增加;初始pH的影响符合钟罩形曲线,最佳pH条件为2.0左右;伴随煤样粒度和煤浆质量分数的增加,脱硫的效果均呈现减弱趋势。此外,对具有不同Fe2 氧化能力的菌株的脱硫能力进行了对比分析,结果表明它们的脱硫效率与Fe2 氧化能力呈正相关。采用QXS菌株,煤浆质量分数为20%,煤样粒度为200目(<0.074mm),初始pH为2.0,温度30℃,摇床转速为175r/min,接种量为1010～1011·g-1时,10d后煤炭的全硫脱除效率可达65.1%。     

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.