六价铬还原菌的筛选及其还原特性研究

从福州污水处理厂的活性污泥中筛选到一菌株,高效抗Cr(Ⅵ),能把水体中高毒的Cr(Ⅵ)还原成低毒的Cr(Ⅲ).研究了该菌的生长条件,探讨了pH值、温度、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、接种量及共存金属离子对Cr(Ⅵ)还原的影响.研究结果表明:该菌株为革兰氏阳性杆菌,有较强的还原Cr(Ⅵ)的能力;在有氧、pH8.0、温度30℃及5.0g/L葡萄糖的条件下,20mg/L的Cr(Ⅵ)可完全被还原;且Cr(Ⅵ)的还原不受共存重金属离子的影响.     

小球藻引发水中Cr(Ⅵ)的光化学还原研究

重点研究了在金属卤化物灯(λ≥365nm,250W)光照下由小球藻类引发水体中Cr(Ⅵ)的光化学还原反应,考察了小球藻浓度、光照时间Cr(Ⅵ)初始浓度及pH值在通N2的条件下对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明:随着小球藻浓度的增大,Cr(Ⅵ)的还原速率及还原率均增大;随着小球藻浓度的增大,光照时间的增加,Cr(Ⅵ)的初始浓度降低以及溶液pH值的降低,Cr(Ⅵ)的光化学还原率逐步增大.当pH≥6时,Cr(Ⅵ)的光化学还原反应基本消失;当pH=4时,六价铬的浓度在0.4~1.0mg/L范围内,小球藻浓度对应的吸光度Aalga在0.025~0.180范围内,Cr(Ⅵ)的初始还原速率拟合方程为V0=kC00.1718A0al.5ga235.     

Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)的反应动力学

通过研究Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)过程Cr(Ⅵ)浓度的变化规律,确定初始pH值和细菌接种量对反应速率的影响,建立不同条件下的反应动力学方程,计算相应的反应表观活化能,得到了按细菌接种量划分的Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应控制区域图。研究结果表明:当初始pH值为8～10时,Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应速率基本相同,当pH<8和pH>10时,反应速率逐渐减小。Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应为零级反应,但细菌接种量减少,反应速率减小,反应表观活化能增大。细菌接种量分别为50%,30%,20%,10%和5%时对应的反应速率常数分别为57.521 1,51.630 6,45.976 4,24.002 5和7.326 5,表观活化能分别为6.89,14.75,19.24,33.54和72.52 kJ/mol;Cr(Ⅵ)的细菌还原反应随着细菌接种量的增加逐渐由内扩散控制区转入混合控制区,当细菌接种量减少至近9%时,转入化学反应控制区,并由此确定了Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件:温度为30℃,pH值10,细菌接种量为20%。     

黑曲霉菌丝球还原水中六价铬的研究

在实验室条件下,研究了黑曲霉菌丝球对含铬废水中Cr(Ⅵ)的还原作用及环境条件对其还原能力的影响.结果表明,黑曲霉菌丝球对Cr(Ⅵ)的还原反应为一级反应,表观活化能Ea为24.45 kJ/mol,该还原反应属扩散控制,且还原过程中Cr(Ⅵ)的减少符合2个常用的吸附动力学模型Pseudo-first Order模型和Pseudo-second Order模型;pH是影响Cr(Ⅵ)还原的重要因素,pH为1时,Cr(Ⅵ) 的还原率最大,最大值为99.6%;菌丝球浓度也是影响Cr(Ⅵ)还原的一个因素,菌丝球浓度增大,有益于Cr(Ⅵ)的还原;温度对Cr(Ⅵ)的还原有一定的影响,但影响程度不是很明显.     

黑曲霉分泌微生物絮凝剂的效果及其絮凝特性

为了降低黑曲霉分泌絮凝剂的培养成本,提高微生物絮凝剂活性和产量,优化了培养条件,获得该菌产絮凝剂的最佳培养条件为:初始pH 7条件下,25℃恒温培养48 h,此时制备的絮凝剂对高岭土絮凝率达到96%以上.利用红外光谱法分析絮凝剂成分,推断其主要由多糖、核酸和蛋白质构成.在此基础上研究微生物絮凝剂对污泥脱水和Cr(Ⅵ)还原能力,结果显示黑曲霉分泌的微生物絮凝剂对污泥脱水有良好效果,当其投加质量浓度为27mg/L时,污泥含水率从97.1%降至78.2%.微生物絮凝剂处理Cr(Ⅵ)溶液时,对低质量浓度Cr(Ⅵ)还原效果较好,在pH值1~5,还原能力均较高,对质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)的还原率均大于99%.     

一株耐盐Cr(Ⅵ)还原菌的分离鉴定和还原特性研究

为解决高无机盐废水中的铬（Chromium,Cr）的六价铬Cr（Ⅵ）污染问题，从高盐环境中分离得到一株Cr（Ⅵ）还原菌，命名为KL01，经分子鉴定为墓画大洋芽孢杆菌（Oceanobacillus picturae），通过对KL01的生理特征分析发现其为一株中度嗜盐菌．以SEM、TEM结合能谱对Cr（Ⅵ）胁迫下的菌体进行了检测，发现KL01对Cr仅有少量的胞内吸附，无胞外吸附，且高浓度的Cr（Ⅵ）可使菌体长度增加．通过KL01在不同环境条件还原Cr（Ⅵ）能力的影响研究，发现其在有氧条件下，30℃，pH 7.5,NaCl浓度6%时，具有较好的还原Cr（Ⅵ）的效果；当Cr（Ⅵ）浓度为20mg/L时，对其的还原率可达96%以上．这表明KL01对高盐环境中的Cr（Ⅵ）具有良好的去除效果，可用于处理高盐含Cr（Ⅵ）废水．     

微波辅助球磨还原含Cr(Ⅵ)废水的研究

通过微波辅助球磨法还原含Cr(Ⅵ)废水及单因素法观察铁球质量的改变、还原铁粉量、pH值对还原Cr(Ⅵ)的影响.实验结果表明,球料比和还原铁粉量越大,pH值越小,Cr(Ⅵ)的还原速度越快.在中性溶液中,通过微波辅助球磨,能在55min内,将六价铬质量浓度从50mg/L还原到0.473 mg/L,产物经XRD和XPS检测为FeCr2O4;当pH=2时,将初始质量浓度为300mg/L的含Cr(Ⅵ)废水还原到0.5mg/L以下只需6min,所以采用微波辅助球磨装置能够高效处理含Cr(Ⅵ)的工业废水.     

硫酸盐还原菌还原Cr(Ⅵ)的初步研究

从土壤中分离筛选出几株抗Cr(Ⅵ)的硫酸盐还原菌(SRB),能在含800mg/L Cr(Ⅵ)的培养基中生长,其中2-S-8菌株在含75mg/LCr(Ⅵ)的培养基中生长36h后,培养液中的Cr(Ⅵ)已全部消失.该菌株经初步鉴定为脱硫弧菌.试验结果表明：高毒的Cr(Ⅵ)可被SRB还原成为低毒的Cr(Ⅲ),SRB对Cr(Ⅵ)的还原与SO₄^2-还原作用密切相关,主要是由SRB的代谢作用所产生的还原性产物(S^2-)来完成.     

腐殖质还原菌去除U(Ⅵ)的试验研究

试验探讨了腐殖质还原菌去除U(Ⅵ)的特性与效果,重点考察了温度、pH、AQS、U(Ⅵ)浓度等因素对腐殖质还原菌去除U(Ⅵ)的影响.试验结果表明,腐殖质还原菌对低浓度U(Ⅵ)有很好的去除效果,其去除U(Ⅵ)的最适温度为30℃左右,最佳pH在6.0左右,AQS的最佳用量约为1.0 mmol/L.红外光谱分析表明,羧基、酰胺基和磷酸基团是腐殖质还原菌除铀过程中占主导地位的官能团.     

耐酸性硫酸盐还原功能菌株WF83的分离鉴定及生长特性研究

运用Hungate厌氧技术,从某酸性底泥中分离到一株耐酸且具有硫酸盐还原功能的菌株WF83,采用形态以及16SrRNA基因序列分析手段对其鉴定,并对WF83的主要生长因素(pH和温度)进行研究.结果表明,菌株WF83为革兰氏阴性菌,杆状,具有硫酸盐还原功能,产H2S,兼性厌氧;与Enterobacter sp.的同源相似水平达99%,初步鉴定该菌株可能为Enterobacter属.生长条件试验显示,该菌株属中温菌,最适宜生长温度为22～35℃,且具有较宽的pH生长范围(5.0～9.0),在pH5.0时的细胞生长水平与pH9.0时基本相同,相对于已经报道的硫酸盐还原菌,其表现出较强的耐酸性.     

抗铬（Ⅵ）细菌的分离、鉴定及其铬（Ⅵ）还原能力

从湖北省某重金属矿区的土样中分离出一株能在15 mmol/L的Cr(Ⅵ)培养基上生长的菌株 (MDS08). 经对该菌株进行形态观察和16S rDNA同源性比较,该菌株被初步鉴定为Bacillus luciferensis.通过测定MDS08对7种重金属的最低抑制浓度,可知其对多种重金属都具有较高的抗性.将MDS08接种到含0.2 mmol/L的铬(Ⅵ)的LB液体培养基中,24 h对铬(Ⅵ)的还原率达到99 %. 研究表明: MDS08可以用于重金属污染区六价铬的微生物修复.     

影响硫酸盐还原菌固定化小球还原性能的研究

研究硫酸盐还原菌(SRB)固定化小球还原性能的影响因素.采用海藻酸钙包埋法来固定硫酸盐还原菌株,分析不同因素对固定化SRB小球还原硫酸盐效率的影响.实验结果表明,SRB固定化最佳时间是菌株增殖64h;最佳包埋条件为:海藻酸钠4%、菌液浓度30%、CaCl2 溶液浓度4%;小球在氯化钙溶液中的最佳凝胶化时间为4 h;小球的最佳颗粒粒径为1 mm;最佳环境因素是:温度35℃、pH 6.5～7.0、球液配比量1∶10.不同因素下固定化SRB小球对硫酸盐的还原效率最高可达98.76%.     

利用氢基质生物膜反应器去除地下水中的Cr(Ⅵ)

采用氢基质生物膜反应器(hydrogen-based membrane biofilm reactor,MBfR)生物去除地下水中的Cr(Ⅵ).MBfR膜表面氢自养还原菌利用氢气作为电子供体,进行自养还原反应,使水中Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),形成沉淀而去除.通过培养生物膜、改变进水Cr(Ⅵ)质量浓度和氢分压,启动驯化120 d后Cr(Ⅵ)去除率达83%,NO3--N去除率高于99%.3种影响因素的试验研究表明:氢分压、NO3--N负荷和pH值对Cr(Ⅵ)的去除有影响.增加氢分压有利于Cr(Ⅵ)的去除;而NO3--N负荷的增加则导致Cr(Ⅵ)去除效率降低;Cr(Ⅵ)还原对pH值较为敏感,最佳pH值为7.0(最高去除率达78.2%),pH值小于7.0或大于8.0时都会造成去除率显著降低.试验表明,利用氢基质生物膜反应器处理含Cr(Ⅵ)以及NO3--N和Cr(Ⅵ)污染共存的地下水体具有一定应用潜力,关键控制因素有氢分压、NO3--N质量浓度和pH值.     

啤酒工业发酵副产品用于含铬废水处理的生物吸附研究

采用海藻酸钠和聚乙烯醇作为基质,利用包埋的方法将啤酒工业发酵副产品和磁性纳米颗粒进行固定,制备了具有生物功能的磁性吸附剂,用于Cr(Ⅵ)废水的生物吸附处理,在外加磁场的作用下,实现迅速地对固液相进行磁性分离.研究结果表明,pH为2的酸性溶液利于该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,最佳吸附温度为28℃.铬的吸附特性为:约88%的Cr(Ⅵ)被直接吸附,约12%的Cr(Ⅵ)被吸附剂还原为Cr(Ⅲ).该吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型.5次吸附-解吸附循环实验,该吸附剂对六价铬的吸附和解吸附均保持良好的性能.同时该生物功能磁珠还表现出了分离上的优势.图5,表1,参14.     

固定化氧化还原介体加速EscherichiacoliBL21还原Cr(Ⅵ)的影响因素研究

为了研究非水溶性醌类介体加速Cr(Ⅵ)生物还原过程的影响因素,采用乙酸纤维素包埋法固定非水溶性醌类介体,探讨其调控Escherichia coli BL21还原Cr(Ⅵ)的过程。结果表明,蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、1,5-二氯蒽醌、1,8-二氯蒽醌和1,4,5,8-四氯蒽醌6种非水溶醌的加速顺序为1-氯蒽醌1,5-二氯蒽醌2-氯蒽醌1,8-二氯蒽醌蒽醌1,4,5,8-四氯蒽醌;1-氯蒽醌的最佳加速浓度为0.048mol/L;生物还原的最佳pH值为7.00;最佳初始Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg/L;在温度范围为20~60℃时,Cr(Ⅵ)的去除率随温度的上升而增加;在重复利用性实验中,1-氯蒽醌乙酸纤维素小球循环使用6次,Cr(Ⅵ)生物还原速率仍是空白菌液5倍以上。乙酸纤维素固定非水溶性醌可以有效加速Escherichia coli BL21还原Cr(Ⅵ)过程,具有良好的应用价值。     

复配还原剂对六价铬污染土壤的修复还原效果

探讨多硫化钙(CPS)和糖蜜对土壤中六价铬Cr(Ⅵ)的还原效果.在处理时间60 d条件下,多硫化钙和糖蜜单一还原剂对土壤Cr(Ⅵ)的去除率分别为99.31%和93.35%;4∶1、1∶1及1∶4的多硫化钙和糖蜜复配还原剂对土壤Cr(Ⅵ)的去除率分别为99.35%、99.53%和95.14%,对浸出性Cr(Ⅵ)去除率均达到98%以上.多硫化钙和糖蜜协同修复对土壤环境pH影响较小,单一使用多硫化钙可提高土壤pH值,单一使用糖蜜可降低土壤pH值.各处理条件均可使土壤中的铬元素由可交换态向铁锰氧化物结合态和残渣态转化,同一处理时间内,1∶1的多硫化钙和糖蜜复配药剂更有利于土壤铬从可交换态向难利用残渣态转化,且经济效益较优.     

纤维微菌C6对水中Cr(Ⅵ)去除条件优化及机理研究

为解决水体中重金属Cr(Ⅵ)污染问题,从成都市某皮革厂附近受重金属污染的土壤中筛选得到一株对Cr(Ⅵ)有较高抗性和去除率的菌株,鉴定后将其命名为纤维微菌C6(Cellulosimicrobium sp.).利用单因素实验对影响纤维微菌C6去除Cr(Ⅵ)的四个因素:pH,温度,接触时间,初始Cr(Ⅵ)浓度进行了探究.在单因素实验的基础上,通过四因素三水平Box-Behnken响应面法优化纤维微菌C6对Cr(Ⅵ)的去除条件,结果显示,当pH为7.85,温度为34.07℃,接触时间为2.88 d,初始Cr(Ⅵ)浓度为40.08 mg/L时,纤维微菌C6对Cr(Ⅵ)的最大去除效率可以达到95.75%,扫描电镜显示,未处理的纤维微菌C6菌体表面清晰光滑且分散,Cr(Ⅵ)处理过的菌体表面不规则,有颗粒状沉淀.红外光谱分析证明了菌体表面的官能团可能与吸附Cr(Ⅵ)有关.研究表明,纤维微菌C6菌体对Cr(Ⅵ)具有良好的去除效果,可用于处理含Cr(Ⅵ)废水.     

二氧化钛光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

用自制二氧化钛粉末光催化剂成功地处理了含Cr(Ⅵ)废水。提出了Cr(Ⅵ)光致还原的最佳条件,确立了当溶液酸度为0.5mol/LH2SO4,Cr(Ⅵ)质量浓度为80mg/L的50mL废水,催化剂用量为0.3g,光照时间4.0h时,Cr(Ⅵ)的光致还原率达95.0 %以上。同时对光催化转化Cr(Ⅵ)的机理进行了初步探讨,证明Cr(Ⅵ)的TiO2 光致还原遵循一级反应速率公式:lnC= -0.88t +4.38。     

柑橘渣吸附剂对六价铬的吸附性能

用廉价的柑橘渣吸附剂去除水溶液中的六价铬Cr(Ⅵ),研究柑橘渣吸附剂的吸附性能影响因素,并对其吸附机理进行探讨.研究结果表明,接触时间、pH值、液固比对Cr(Ⅵ)的吸附影响较大;当pH=4、温度为40℃时,11 h后基本达到吸附平衡,液固比(六价铬与吸附剂的比值)为18 mg/g时吸附量为12.85 mg/g;采用最小二乘法计算的理论饱和吸附量为13.74 mg/g.吸附过程符合Bangham动力学吸附模型,并且在低浓度范围内可用Langmuir、Freundlich吸附等温线来描述.实验结果和吸附机理表明,柑橘渣吸附剂能够有效地处理含Cr(Ⅵ)废水.     

液固比对沼渣协同硫酸亚铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的影响

通过污染土壤修复模拟实验,研究25℃恒温条件下液固比对沼渣协同硫酸亚铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的Cr(Ⅵ)还原稳定效果的影响。结果表明：Cr(Ⅵ)去除率随着液固比的增大而增大,当液固比为6∶1时Cr(Ⅵ)去除率最大;Cr(Ⅵ)还原反应发生在以氧化还原为主的初期,后续生物还原Cr(Ⅵ)缓慢持续进行直至稳定,最终铬元素以稳定态即铁锰氧化态和残渣态形式存在,液固比对Cr(Ⅵ)的还原影响差异不显著;不同液固比组间的微生物组成和丰度差异不显著,微生物变化均发生在反应1 d即Cr(Ⅵ)的主还原阶段,当液固比为6∶1时,优势菌门拟杆菌门相对丰度增至21.31%,优势菌属嗜冷杆菌属相对丰度增至18.98%,微生物组成和丰度变化较显著。