学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

嗜酸性Fe²⁺供能菌对重金属吸附效能及对钢铁盐酸洗废液的可生物氧化性研究

作　者: 李树美
导　师: 冯炘；秦松岩
学　校: 天津理工大学
专　业: 环境科学
关键词: [嗜酸性Fe2+供能菌群] [重金属] [钢铁盐酸洗废液] [XRD] [FT-IR]
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 0次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

为了提高钢铁盐酸洗废液的可生物氧化性及实现重金属废水的资源化、减量化、无害化处理,本课题拟利用嗜酸性Fe2+供能菌群对含高浓度阳离子即重金属Zn2+、Cu2+、Cd2+的吸附效能、及含高浓度阴离子C1-的钢铁盐酸洗废液的可生物氧化性进行研究。钢铁盐酸洗废液的低pH及高C1恃点使其中的Fe2+难于被生物氧化。本研究着重考察了嗜酸性Fe2+供能菌群对钢铁盐酸洗废液的可生物氧化性,通过考察其氧化过程中Fe2+氧化率的变化趋势,确定钢铁盐酸洗废液的可生物氧化临界条件为：1.4, Fe2+≥0.04mol/L,而C1-浓度大于47.6m/L时会降低Fe2+氧化率；菌群对C1-的耐受性最高可达800mg/L; pH值为决定钢铁盐酸洗废液可生物氧化性的关键因素。群落结构演变证明,盐酸洗废液比例的增加对菌群结构影响较小,其菌群结构变化不大,但优势菌体在生物氧化过程中含量明显减少。通过红外光谱及XRD分析发现,混合培养液中沉积物的结构及功能团发生了改变。通过重金属的耐受性实验发现,菌体至少可耐受Cu2+、Zn2+、Cd2+的浓度分别为300mg/L、1000mg/L、200mg/L;对数期菌体对重金属的吸附研究表明,菌群对Cu2+、Zn2+、Cd2+的最大吸附率分别为84.52%、98.84%、78.74%,从而证明该菌群在对数期对重金属存在明显的吸附作用。菌体稳定期重金属的吸附实验证明,菌泥对单离子重金属的吸附效果明显低于对数期,Cu2+、Cd2+、Ni2+最大吸附率分别为28.7.2%、34.14%、55.46%,Zn2+几乎没有吸附效果。通过红外光谱对吸附Cu2+、Zn2+、Cd2+、Ni2+前后的沉积物分析可知,峰形变化不大,但吸附Cu2+、Zn2+后,1427cm-1处的吸收峰消失；通过XRD分析发现,吸附Cu2+、Zn2+、Ca2+前后,沉积物的晶体基本变化不大,但吸附Zn2+后,当d(A)为5.74,其intensity值为91%,强于黄钾铁帆的此处特征峰；；通过SEM-EDX扫描吸附前后沉积物,在吸附剂表面分别发现沉积物中含有Cu、Zn、Ni。实验结果表明,嗜酸性Fe2+供能菌群为重金属及钢铁盐酸洗废液的生物资源化利用提供新的方向。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第一章绪论  11-21
  1.1 重金属污染的污染现状及危害  11-15
    1.1.1 组成及来源  11
    1.1.2 污染现状与危害  11-12
    1.1.3 治理方法  12-15
  1.2 钢铁盐酸洗废液的污染控制现状  15-17
    1.2.1 来源及危害  15
    1.2.2 传统的处理方法  15
    1.2.3 新型的处理技术  15-17
  1.3 嗜酸性Fe~(2+)供能菌  17-19
    1.3.1 嗜酸性Fe~(2+)供能菌的微生物特征  17-18
    1.3.2 嗜酸性亚铁离子硫杆菌去除重金属的效果研究  18-19
  1.4 研究内容及意义  19-21
    1.4.1 研究的内容  19
    1.4.2 研究意义  19-21
第二章实验材料和方法  21-26
  2.1 培养基组分  21
  2.2 实验仪器  21-22
  2.3 实验方法  22-26
    2.3.1 培养基的配制  22
    2.3.2 DAPI染色法  22
    2.3.3 电子显微镜观察  22-23
    2.3.4 Fe~(2+)浓度的测定  23
    2.3.5 Cl~-含量的测定—离子色谱法  23-24
    2.3.6 原子吸收分光光度法  24
    2.3.7 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法  24-25
    2.3.8 红外光谱法  25
    2.3.9 XRD光谱法  25
    2.3.10 EDS电镜观察  25-26
第三章菌群形态观察及生长特性研究  26-32
  3.1 实验材料  26
    3.1.1 菌源  26
    3.1.2 生物铁沉积物  26
  3.2 实验设计  26-27
    3.2.1 菌群富集  26-27
    3.2.2 菌体生长特性研究  27
  3.3 实验结果与分析  27-31
    3.3.1 菌体培养过程中变化研究  27-28
    3.3.2 荧光显微镜下菌体形体观察  28
    3.3.3 电子显微镜下菌体胞外聚合物的形态观察  28-29
    3.3.4 培养过程中pH值的变化  29-30
    3.3.5 培养过程中Fe~(2+)氧化率的变化  30-31
  3.4 实验结论  31-32
第四章钢铁盐酸洗废液的可生物氧化性研究  32-53
  4.1 实验材料  32
    4.1.1 实验菌种  32
    4.1.2 钢铁盐酸洗废液  32
  4.2 实验设计  32-38
    4.2.1 钢铁盐酸洗废液的理化性质分析  32
    4.2.2 钢铁盐酸洗废液中适生菌群的驯化  32-35
    4.2.3 低pH、低Fe~(2+)浓度、高Cl~1浓度对适生菌群生长影响研究  35-36
    4.2.4 菌群结构分析  36-38
  4.3 实验结果与分析  38-51
    4.3.1 钢铁盐酸洗液的化学组成  38
    4.3.2 钢铁盐酸洗液中适生菌群的驯化研究  38-44
    4.3.3 低pH、低Fe~(2+)浓度、高Cl~1浓度对适生菌群生长影响研究  44-47
    4.3.4 菌群结构的演变  47
    4.3.5 红外光谱分析  47-48
    4.3.6 XRD光谱分析  48-49
    4.3.7 EDS能谱分析  49-51
  4.4 实验结论  51-53
第五章对数期菌群对重金属离子吸附效能研究  53-66
  5.1 实验材料  53
    5.1.1 实验菌体  53
    5.1.2 重金属样品  53
  5.2 实验设计  53-54
    5.2.1 菌体对重金属的耐受性  53
    5.2.2 菌体对重金属的吸附效果  53-54
  5.3 实验结果与分析  54-65
    5.3.1 耐受性研究  54-58
    5.3.2 吸附效果研究  58-65
  5.4 实验结论  65-66
第六章稳定期菌群吸附重金属效能及机理研究  66-85
  6.1 实验材料  66
    6.1.1 实验菌体及沉积物  66
    6.1.2 重金属样品  66
  6.2 实验设计  66-67
    6.2.1 对单重金属离子吸附率的研究  66
    6.2.2 对混合重金属离子吸附率的研究  66-67
    6.2.3 红外光谱分析  67
    6.2.4 XRD光谱分析  67
    6.2.5 EDS扫描分析  67
  6.3 实验结果与分析  67-84
    6.3.1 单离子重金属吸附率及吸附容量  67-72
    6.3.2 混合重金属离子吸附率及吸附容量  72-74
    6.3.3 红外光谱分析  74-77
    6.3.4 XRD光谱分析  77-80
    6.3.5 生物铁氧化物表面形态  80-84
  6.4 实验结论  84-85
第七章实验结论  85-86
参考文献  86-90
发表论文及科研情况说明  90-91
致谢  91

嗜酸性Fe2+供能菌对重金属吸附效能及对钢铁盐酸洗废液的可生物氧化性研究

内容摘要

全文目录

相似论文

嗜酸性Fe²⁺供能菌对重金属吸附效能及对钢铁盐酸洗废液的可生物氧化性研究