一株氧化亚铁硫杆菌的分离及其浸出废旧线路板中铜的效果

从广东某硫铁矿山酸性废水中分离到一株嗜酸性细菌,经形态观察、生理学和近全长16S rRNA基因分析鉴定为氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.ferrooxidans),命名为Z1。该菌与GenBank中菌株A.ferrooxidansCMS等处在系统发育树的同一分支,16S rRNA基因序列相似度均为99%。菌株Z1生长的最适pH值和温度分别为2.25和30℃,对数生长期处于第18～30小时,Fe2+平均氧化速率达到0.2307 g/(L.h),经驯化后能耐受15 g/L的废旧线路板金属富集体。浸出实验结果表明,在起始pH值为2.25、起始Fe2+浓度为9 g/L、接种量为10%、金属富集体投加量为15 g/L的条件下,菌株Z1能在62 h内浸出废旧线路板中99.3%的铜。与生物浸出效果类似,过滤除菌的滤菌液处理能在86 h内浸出96.0%的铜。而不接种上述细菌的9K培养基无菌浸出对照134 h铜的浸出率仅为61.3%。因此,菌株Z1可作为浸出废旧线路板中有价金属的潜在有效菌株。     

生物炭负载Fe3O4对猪粪厌氧消化中重金属Cu、Zn形态的影响

为研究生物炭(BC)负载Fe_3O_4对猪粪厌氧消化中重金属形态的影响,采用化学共沉淀法将Fe~(2+)/Fe~(3+)和水稻秸秆BC复合制备Fe_3O_4/BC复合材料,将其作为钝化剂添加到以猪粪为原料的厌氧消化反应中。通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出试验,探究BC和Fe_3O_4/BC对重金属形态的影响以及不同pH条件下沼渣中重金属浸出浓度的变化。结果表明,添加Fe_3O_4/BC对Cu和Zn的钝化效果更显著,与空白对照(CK)相比,添加BC和Fe_3O_4/BC后Cu的残渣态质量分数分别增加了-10.46%和52.40%,Zn的残渣态质量分数分别增加了16.82%和42.14%。厌氧消化后沼渣的浸出试验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn浸出曲线呈现出"V形",在中性环境中(pH 6～8)Cu、Zn和溶解性有机质(DOM)的浸出浓度较低,在酸性(pH6)和碱性(pH8)环境中较高。在弱酸弱碱条件下(pH 5～9),添加Fe_3O_4/BC后Cu和Zn的浸出浓度均低于添加BC的试验和CK组。因此,添加Fe_3O_4/BC可有效降低厌氧消化后沼渣中重金属的浸出风险。     

废旧镍钴锰酸锂电池正极材料闭环回收

提出了一种闭环回收废旧镍钴锰酸锂电池正极活性物质的方法。采用H_2SO_4为浸出剂,H_2O_2为还原剂,浸出回收4种金属离子。结果表明:硫酸浓度为1.5 mol·L~(-1),反应温度为70℃,反应时间为25 min,反应固液比为20∶1 (g∶L),过氧化氢体积分数为1%时,金属镍、钴、锰和锂的浸出率分别为96.8%、96.2%、93.8%和99.1%;动力学分析显示,Ni、Co、Mn、Li浸出反应表观活化能分别为51.75、44.90、46.77和36.08 kJ·mol~(-1),属于化学反应控制。分离浸出滤液中Ni、Co、Mn离子后,制备Li_2CO3终端产品,其XRD图谱显示产品成分较纯,可用于制备锂离子电池正极材料的前驱体。该工艺可实现废旧镍钴锰酸锂正极材料回收较高的经济和环境效益。     

含重金属污泥制砖毒性的浸出

污泥中的重金属是影响污泥处置利用的重要因素,污泥制砖可以有效固结重金属。采用污水厂污泥与页岩按一定配比混合制备烧结砖,通过毒性浸出实验,研究烧结砖对重金属的固化程度以及重金属浸出稳定性,从而评定烧结制砖的安全性。结果表明,在浸出液为中性和酸性条件下,Cu、Cr、As和Pb的浸出浓度基本保持稳定,浸出时间的影响不大,而Zn的初始浸出浓度相对较大,最终逐渐降低;碱性条件下,Cr、Cu和Pb的浸出浓度随时间变化不大,而Zn和As的浸出浓度则在浸提时间内无明显变化规律;但不同p H浸出液下的重金属浸出浓度均远低于国家限值,污泥制砖重金属固化效果好,安全可靠。     

粉煤灰合成沸石应用风险评估研究

以粉煤灰为原料通过改良水热法合成了粉煤灰合成沸石,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积等技术手段对其进行了表征;对粉煤灰合成沸石浸出毒性以及出水部分重金属离子浓度进行了实验研究;将使用后的粉煤灰合成沸石与土壤混合用于玉米盆栽实验,同时设置不加粉煤灰合成沸石的对照组,研究使用后粉煤灰合成沸石农用的效果。结果表明:(1)粉煤灰合成沸石主要物相成分为P型沸石,BET比表面积比粉煤灰增加了53倍(从0.867m2/g增加到45.804m2/g)。(2)粉煤灰浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的浸出毒性鉴别标准值,其中铬、铜、镍未检出;出水部分重金属离子浓度低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中相应标准值,其中镉、铅、镍均未检出。(3)粉煤灰合成沸石添加于土壤中,对土壤pH影响不大(从6.81升至6.99),但实验组玉米根茎叶长势均好于对照组。     

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。     

pH值对烧结砖中重金属释放的影响

采用酸消解实验和NEN 7371浸出实验研究了烧结砖中重金属总量和有效释放量,采用pH-dependence实验研究pH对破碎烧结砖样品中重金属(Cr、Ni、As、Cd和Pb)浸出特性的影响,以及烧结砖样品的酸碱缓冲容量。结果表明,烧结砖中重金属的有效释放量低于总量,释放率从大到小依次为CdAsPbNiCr;烧结砖的酸缓冲容量较小,浸出液pH从7.03降到3.64,消耗了29.33 mmol/kg硝酸,碱缓冲容量较大,pH从7.03升到12.40,共消耗256 mmol/kg氢氧化钠溶液,因此在使用烧结砖的过程中要特别注意环境pH;浸提液的酸碱性是影响烧结砖中重金属浸出的重要参数,在实验研究的pH范围内,不同重金属的浸出规律不同。Cr和As的释放受pH影响较小,而Ni和Cd的浸出量随pH的增大而降低,Pb的浸出量在强酸和强碱条件下均较大,当pH在5.59~9.86的范围内浸出量很低。     

石灰干化污泥对土壤重金属稳定化处理的效果

以采自湖南省嘉禾县重金属复合污染土壤为研究对象,采用城市污水处理石灰干化污泥作为稳定剂,对污染土壤进行稳定化处理,并采用TCLP和BCR连续提取法对稳定化效果进行分析和评价。研究结果表明,单独使用石灰干化污泥,TCLP浸出浓度随着干化污泥质量分数的增加而显著减少,干化污泥的质量分数为40%时,稳定化率最大为Zn-98.92%、Cd-99.06%、Pb-96.84%;但是干化污泥的高pH值导致稳定后土壤中As的浸出增加。为了恢复植物生长功能,经过亚铁盐和磷酸调节pH后,石灰干化污泥稳定过的土壤pH有效降低,同时亚铁盐和磷酸有利于促进Pb和Zn的稳定效果;但是对Cd的稳定有负面影响;另外,亚铁盐的加入同时可以减少As的浸出浓度。经处理后土壤中重金属形态由不稳定态转为稳定态,使重金属的浸出浓度明显降低,减少了土壤重金属的浸出毒性。该研究结果表明,石灰干化污泥可以作为资源回收利用,应用于重金属污染土壤的修复中,并能改善稳定后土壤适宜植物生长的理化性质。     

铬污染土壤对水泥熟料强度和铬浸出浓度的影响

为探索水泥窑协同处置铬污染土壤(CCS)的可行性,用CCS部分替代硅质原料配制生料,于1 400℃煅烧成熟料,通过化学分析、强度测试、浸提实验及XRD/SEM分析,研究了CCS对生料易烧性、熟料强度及六价铬/总铬(Cr(VI)/∑Cr)浸出浓度的影响。结果表明,CCS能改善熟料烧成,掺量从0到15%,熟料中f-CaO含量略有下降,硬化试体的3 d、28d、90 d强度略有提高。Cr(VI)/∑Cr浸出浓度随CCS掺量增加而增大,但随养护龄期延长而减小;当CCS掺量小于8%时,熟料3 d至90 d水化物的浸出液中,Cr(VI)浓度均低于0.05 mg/L,符合II类地表水环境质量标准限值。铬离子浸出毒性减小是由于铬在熟料矿物和水化产物中的固溶以及水化产物对它的包裹封固作用。研究表明,水泥窑协同处置CCS是一种可行的无害化处理和资源化利用途径。