北极星环保网讯:近几年来我国重金属污染严重,尤其镉污染事件频繁发生,广西龙江镉污染事件,广东镉大米事件等严重危害人们的身体健康.镉(Cd)污染的主要来源是矿山、 冶炼、 电镀、 油漆等企业大量排放的重金属废水 [1].国家《污水排入城镇下水道水质标准》中规定:水中Cd的最高允许排放浓度为0.1 mg ˙L-1,但含Cd废水在处理前Cd的浓度都远高于国家标准.研究者一直寻求经济且有效的Cd去除方法,含Cd废水处理的常见方法主要有沉淀法、 离子树脂交换法、 电解法、 活性炭吸附法及反渗透法等,这些方法虽对Cd有一定的去除效果,但均存在处理成本高、 二次污染及处理效果不好等缺点.生物法处理含重金属废水是目前研究的重点和热点,其中硫酸盐还原菌(SRB)是研究和应用处理重金属的主要微生物之一.
SRB通常指的是能通过异化作用进行硫酸盐(SO2-4)还原的一类细菌.SRB能够把水中的SO2-4还原成负二价硫离子(S2-),S2-与重金属离子反应,产生溶解度非常低的金属硫化物,从而将其去除.国内外对利用SRB处理重金属早有报道[10,11,12,13,14].Jong等[15]在上流厌氧填充床反应器中研究了SRB混合菌种对废水中重金属的去除,试验中Cu、 Zn、 Ni的去除率为97%,As和Fe的去除率分别为77.5%和82%.马晓航等[16]利用SRB处理含Zn2+废水,结果表明进水COD和锌分别为320 mg ˙L-1与100 mg ˙L-1时,有机物和Zn2+的去除率分别达到73.8%和99.63%.现有利用SRB去除废水中重金属的研究均有一定的处理效果,但均存在反应器组成复杂、 处理时间长等缺点.本研究对SRB进行了包埋固定化[17, 18],采用生物滤池的形式对含Cd废水进行处理,将硫酸盐还原、 硫化物形成沉淀及沉淀过滤等过程在同一个反应器中发生,从而对处理流程进行了简化,以期为硫酸盐还原生物滤池处理含Cd废水的应用提供理论及技术支持.
1 材料与方法
1.1 试验装置及流程
本试验采用下向流厌氧生物滤池对含Cd2+废水进行去除.试验装置由3部分组成:原水配水部分、 厌氧生物滤池、 反冲洗部分,整个试验流程如图1所示.
①原水水箱; ②进水泵; ③流量计; ④阀门; ⑤硫酸盐还原生物滤池; ⑥取样口; ⑦反冲洗水泵; ⑧反冲洗水箱
图1 试验装置示意
原水配水部分由1个水箱组成,在水箱内人工配制含镉废水.
厌氧生物滤池:滤池由有机玻璃制成,直径110 mm,高3000 mm,沸石滤料粒径为0.8~1.2 mm,滤层厚1200 mm,卵石承托层粒径为5~30 mm,厚为300 mm,在滤池侧壁每隔100 mm距离设置取样口,共15个,采用浸没式进水方式进水,滤池运行为正向过滤.
1.2 试验方法
试验菌株来自Cd污染土壤,取不同地点多份含Cd污染的土壤,在实验室中进行菌株的分离、 纯化及培养,最终筛选出高效的SRB纯菌株.
试验中对富集培养好的SRB纯菌株进行离心浓缩,制成菌株的浓缩液.利用细胞包埋固定化技术将浓缩液同沸石结合制成具有生物活性的载体填料加入厌氧生物滤池进行SRB的驯化培养.待驯化稳定后,研究生物滤池初期和稳定期对Cd2+、 COD和SO2-4的去除效果,稳定期生物滤池中Cd2+、 COD和SO2-4的沿层变化及进水Cd2+浓度、 滤速(V)对Cd2+去除的影响.
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