生物硫还原法处理含Cr(Ⅵ)废水效能的影响研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LAMYAN
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含铬废水污染性很高,是全球关注的污染问题。基于硫酸盐生物还原法处理含铬废水的优点有低能耗、高效率和管理便捷等,引起了国内外学者的关注。实际工业生产会产生大量pH值<5的含铬废水,但目前关于处理酸性含铬废水的研究较少。基于此,本文探讨了耐酸能力更强,消耗有机碳源更少的硫单质生物还原对酸性含铬废水的处理,研究了硫单质生物还原处理含Cr(Ⅵ)废水的影响因素(初始pH、初始Cr(Ⅵ)浓度、温度)以及硫单质生物还原Cr(Ⅵ)的还原机理,通过构建小型连续式生物反应器进行含铬废水的处理,旨在探究硫单质生物还原对含铬废水的持续处理效果,以期为硫单质生物还原法处理含铬废水的实际工程应用提供理论依据。通过上述研究得到的研究结论如下:(1)采用厌氧瓶进行序批式试验,得到硫单质生物还原处理处理含铬废水的最佳条件为:初始pH为4,初始Cr(Ⅵ)浓度为50mg/L,生长温度为35℃。在最佳条件下,Cr(Ⅵ)的去除率为99%。在所有的影响因素中,初始pH值和初始Cr(Ⅵ)浓度对硫单质生物还原处理含铬废水中Cr(Ⅵ)的还原影响最大,过高或过低的pH都对硫还原有抑制作用,初始Cr(Ⅵ)浓度过高会对微生物产生毒害作用,使微生物难以存活,从而影响硫单质生物还原对铬废水的处理效果。(2)发现了硫单质生物还原Cr(Ⅵ)的过程中有4种可能的Cr(Ⅵ)还原途径:有机基质上的化学吸附;污泥的生物吸附;当Cr(Ⅵ)是唯一的电子时,硫单质还原菌或其他细菌直接还原Cr(Ⅵ);由硫单质生物还原产生的硫化物间接还原Cr(Ⅵ)。试验结果表明,在pH4条件下,Cr(Ⅵ)最主要的还原途径是硫单质生物还原产生的硫化物将Cr(Ⅵ)间接还原,86%的Cr(Ⅵ)通过间接还原,9%的Cr(Ⅵ)通过直接还原去除,只有5%的Cr(Ⅵ)是通过有机质吸附和微生物吸附被去除的。此外,在硫单质生物还原产生硫化物间接还原Cr(Ⅵ)过程中,Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),硫化物则被氧化为硫酸盐。废水中由于Cr(Ⅵ)还原产生的Cr(Ⅲ)最终主要是以氢氧化铬沉淀的形式从废水中去除。(3)构建了 一个小型连续式生物硫还原反应器对含铬废水进行处理,使用的反应器为离心桨搅拌生物反应器。在为期两个月运行期间,运行情况较为稳定。进水的Cr(Ⅵ)浓度为50mg/L,pH值为4,出水中的Cr(Ⅵ)浓度低于0.5 mg/L,pH值为4.95-5.12,Cr(Ⅵ)的还原率高达99%以上,总铬的去除率约为85%,说明此小型连续式生物硫反应器能够连续高效的对含铬废水进行处理。通过经济成本分析可知,硫单质还原菌处理含铬废水的成本为(?)0.55/t,说明硫单质生物还原是一种较为经济的处理方法。
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