基本信息

项目名称:
嗜铅菌节能排铅的可行性研究
小类:
能源化工
简介:
为解决铅的低能排放问题,以实验室提供的对铅具有高耐受性、高吸附性的专利嗜铅菌,处理废水中的铅离子,分析了优势菌微生物法在低耗下处理含铅废水的条件及可行性。
详细介绍:
微生物法作为新型的重金属处理技术已被人类重视。为解决铅的低能排放问题,以实验室提供的对铅具有高耐受性、高吸附性的专利嗜铅菌,处理废水中的铅离子,分析了优势菌微生物法在低耗下处理含铅废水的条件及可行性,结果表明,在pH=6.0-8.2、铅离子初始质量浓度为25mg/L、离心湿菌的质量浓度为1.06g/L、吸附时间为60min 时,铅离子的吸附率达90%以上。实验室在此参数条件下,构建了优势菌群生物膜反应器,并将其耦合在膜处理技术中,可达到COD和铅离子同时达标排放。文章还进行了经济方面可行性的分析。与传统微生物方法相比,该方法效率高、成本低、无二次污染,应用前景广阔。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

工业排放的重金属废水所造成的污染日益严重,特别是铅、镉等重金属污染形势严峻,为解决铅的低能排放问题,以实验室提供的对铅具有高耐受性、高吸附性的专利嗜铅菌,处理废水中的铅离子,分析了优势菌微生物法在低耗下处理含铅废水的条件(包括pH、铅离子初始质量浓度、菌的质量浓度和吸附时间),特别研究了铅的低能耗排放的可行性。

科学性、先进性及独特之处

作品突破了化学沉淀、离子交换、电化学处理、反渗透、电渗析等传统重金属去除方法去除率低、易造成二次污染、特别是能耗高等缺点。本课题在优化条件下构建了优势菌群生物膜反应器,将其耦合在生物膜处理技术中,对铅的处理操作工艺简单,人力物力投入少,能耗低,出水口灭菌后水质良好;并且可对产生的少量污泥及脱落死菌进行消化,回收铅离子,进一步降低了对含铅废水的处理成本,实现了节能减排。

应用价值和现实意义

本课题的研究内容属于生物、化工和环境的交叉领域,用专利菌处理含铅废水具有很好的理论研究意义和实际应用价值。 嗜铅菌突破了传统生物吸附剂耐受性差、吸附性差的缺点,具有吸附性高、耐受性强、低成本及无二次污染等显著优点,在工业废水处理方面应用前景广阔,尤其适用于中小型废水处理厂。

学术论文摘要

微生物法作为新型的重金属处理技术已被人类重视。为解决铅的低能排放问题,以实验室提供的对铅具有高耐受性、高吸附性的专利嗜铅菌,处理废水中的铅离子,分析了优势菌微生物法在低耗下处理含铅废水的条件及可行性,结果表明,在pH=6.0-8.2、铅离子初始质量浓度为25mg/L、离心湿菌的质量浓度为1.06g/L、吸附时间为60min 时,铅离子的吸附率达90%以上。实验室在此参数条件下,构建了优势菌群生物膜反应器,并将其耦合在膜处理技术中,可达到COD和铅离子同时达标排放。文章还进行了经济方面可行性的分析。与传统微生物方法相比,该方法效率高、成本低、无二次污染,应用前景广阔。

获奖情况

2010年12月17-19日, 中国能源学会主办的2010中国可再生能源科技发展大会在北京举行,作品论文被大会论文集收录(ISTP检索源)。

鉴定结果

参考文献

1、邹森林.电镀废水处理的研究进展[J ].广东化工.2010,37(8):142-144 2、田超,张园园,邱治国,等. 自然水体生物膜对铜( Ⅱ) 、镉( Ⅱ) 的吸附研究[J ] . 环境科学学报,2007 ,27 (6) :102021023. 3、赵玉清,陈吉群,边海涛.生物膜的驯化及其对废水中铅离子的吸附[J].大连海事大学学报,2008,34(1):103-106.

同类课题研究水平概述

自20世纪50年代发生在日本的“水俣病”、“骨痛病”事件后,世界各国已加大了对有毒金属防治的投入和研究。目前处理有毒金属废水的方法主要有:化学沉淀、离子交换、电化学处理、膜技术、蒸馏等,这些处理方法取得了一定的效果,但还存在去除率低、运行费用高、具有二次污染等问题。生物处理技术作为一种新兴的有毒金属去除技术,愈来愈受到人们的关注。 生物处理技术中最常用的方法是生物吸附法,该法是生物体及其衍生物借助化学作用吸附金属离子,达到去除的目的,主要包括细菌、真菌、藻类和农林废弃物等,与传统的吸附剂相比,生物吸附剂适应性广、选择性高且再生能力强,在重金属离子浓度较低(10mg/L-100mg/L)、有机物污染浓度较高(≤5 000 mg/L)的情况下,对重金属离子的吸附仍较好,应用前景广阔。生物吸附法按是否消耗能量可分为活体和非活体生物吸附。陈灿等(2006)对废酵母吸附重金属的性能进行了较为详尽的研究,结果表明,对Cu2+、Cd2+、Ni2+、 Zn2+、Pb2+、Cr(VI)等有毒金属的吸附可达90%以上。Chatterjee(2010)的研究表明死体芽孢杆菌对有毒金属也有较强的吸附能力。 目前,生物法处理废水普遍存在吸附剂耐受性低的问题,本课题以国家民委-教育部重点实验室提供的对铅具有高耐受性、高吸附性的专利嗜铅菌处理废水中的铅离子,对最佳吸附条件做了探究,结果表明,嗜铅菌吸附铅离子的pH值宽泛,反应周期较短,能耗很低,利用耦合生物膜技术可行。课题分析认为本研究可节约能源、资金、缩短运行周期,并带来更好的经济效益。该项技术尚处于中试阶段,大规模利用微生物处理重金属废水还需考虑环境等多因素,使优势微生物克服外部环境条件的局限,如何从分子水平上去研究重金属对微生物的影响机制,为进一步研究和运用微生物处理重金属污染提供更多的科学依据仍是今后的热点。
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