硫酸根和硝酸根对ZVITSRB处理铀废水的影响研究.pdf

第25卷第3期
矿业工程研究
Vol25 No. 3
2010年9月
Mineral Engineering Research
硫酸根和硝酸根对ZV-SRB处理铀废水的影响研究
胡凯光1,汪爱河,陶干强,李锦鹏,丁徳馨
(1.南华大学铀矿治生物技术国防重点学科实验室南衡阳421001:2.湖南城市学院城市建设系,湖南益阳413000
摘要:利用硫酸盐还原菌SRB)和还原性铁粉( ero Valent Iron,ZVI)还原沉淀废液中的铀,研究了硫酸根和硝酸根对SRB体系
和ZVI-SRB体系还原沉淀废液中的轴的影.试验结果表明,这2个酸根离子对SRB体系和ZVI-SRB体系处理轴废水有一定的影
响硫酸根的质量浓度低于4000gL对硫酸盐还原藺还原沉淀铀没有影昫,但当硫酸根的质量浓度超过6(000mg/L.时,铀的去除率
会显著下降,从80%以上降到14.1%:有硫酸根时,铀的最终除去率ZVI-SIRB联合处理要比SRB单独处理要高.低浓度的硝酸根有助
于SRB的还原代谢,高浓度的硝酸根抑制SRB的生长代谢、进而影响废水的处理效率,当硝酸根的质量浓度达到1500mg/L.铀的
去除率不到0.1%、而硝酸根的质量浓度低于1000g/1,铀的去除率可达75%以上;有硝酸根时,加铁粉的SRB的铀除去率比没加铁粉
的去除率都要低
关键词:硫酸根;酸根;碗酸盐还原菌;还原性铁粉;铀废水
中图分类号:X591
文献标识码:A
文章编号:1674-5876(2009)4-0001-05
随着仙矿治工业的发展,铀废水的处理成为环
表1AI培养基的成分及含量
境工作者的重要任务.当前处理铀废水主要是以物
Tab 1 Components and contents of API substrate
理化学方法为主,这些方法有处理成本高,产生二次
污染等缺陷而影响了它们的推广使用.利用微生物
乳酸钠
4.0mL工
酵浸汁
0)m
处理含铀废水得到了国内外许多学者的重视,进行
维生素C
0.1g
MSOA.)
0.2g/
了相关研究.零价铁(∠ero- valent lron.简称VD貝有
K2HPO4
10.0
还原能力.是一种环境友好材料,国内外许多学者开展
g
(NH42FeS(426H2)
了利用ZVI处理含重金属废水和有机污染废水的研
究[4-8.将硫酸盐还原菌(SBR生物处理技术和环境友1.12SRB列化、培养和富集
好功能新材料零价铁(V山)结合起来,利用∠VI対SBR
实验用的厌氧污泥取自下水道的厌氧污泥,每升
生长代谢进行强化二者相互促进,来处理含铀废水是污泥加入5g无水硫酸钠,35℃振荡培养(120rhin)、
当前研究的热点.本文拟探讨硫酸根和硝酸根对驯化一周,然后用AP培养基进一步驯化培养.每周更
ZNT-SRB处理铀废水的影响
换新鲜培养基一次,实验室长期驯化培养获得实验用
实验条件
混合SRB菌液,质量浓度为2gI(干重)
1.2废水和单质铁
1.1菌种的获得
1.1.1培养基的成分
实验铀废水用铀矿石浸出液配制.质量浓度为
培养基的成分及含量见表1
I mg/mt:单质铁以还原性铁粉的形式加入,铁粉粒径
收稿日期:2010-06-25
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50774047湖南省教育厅重点资助项日0
通讯作者:胡凯光(1964-).男,湖南宁乡人,教投,研究方向溶浸采矿、废水处理.E-mail:hukaiguanar20080@163.com
0.17mm纯度为90%,一次性加入.
酸根的质量浓度低于4000m9L时.强化效果明显,铀
2实验方法
的变化曲线基本上是重合的,而当硫酸根的初始质量
浓度达到10000mgL时,ZV1对SRB的强化效果不是
2.1硫酸根对SRB体系和ZV-SRB体系处理铀废很明显的最终铀的除ム率仪为14.19%
水的影响
移取200m在121℃高温蒸汽灭菌后培养基放
30
入300mL三.角瓶,N2吹脱5min.然后加入质量浓度分
別为20004000600010000mg匚硫酸根,川入铀废
水,使铀质量浓度为40mgL,调节pH-708.接入菌种,
35℃恒温培养,设一对照组,对照组除不接种外,其它
2
时间/h
条件完全一样.硫酸根对ZI-SRB处理铀废水的影响
图1不同碗酸根的质量浓度对SRB还原铀的影响
方法同上外,多加2g还原性铁粉,対照组除不接种外,
Hig. 1 Influence of the concentration
也不加铁粉
of sulfate on reduction of uranium by SRB systcm
2.2硝酸根对SRB体系和ZVI-SRB体系处理铀废
0505
水的影响
移取200mL在121℃高温蒸汽灭菌后培养基放
入300mL三角瓶,N2吹脱5min,然后加入质量浓度分
别为200.40010001500mg的硝酸根,加入钳废水,
0244
7296
时间
使铀质量浓度为40mg/L,週节pH=7.08.接入菌利,35图2不同硫酸根的质量浓度对ZVⅥI-SRB还原轴的影响
℃恒温培养,设一对照组,对照组除不川还原性铁粉.不
Fig2 Influcncc of the conccntration
接种外,其它条件完全一样.硝酸根对どVI-SRB处理铀
of sulfate on reduction of uranium by ZVI-SRB systcm
废水的影响方法同上外,多加2g还原性铁粉.对照组
注:1和2中图例的1,2,3,4分别代表硫酸根的初始质量浓度为
000.2000.400010000mgL.
除不接种外,也不加铁粉.
3.2初始硝酸根的浓度对SRB体系和ZV-SRB体
3结果与讨论
系处理的影响
3.1初始硫酸根浓度对SRB体系和Z-SRB体系
氮是微生物生长所需的生命元素之一.一方面氮
处理铀浓度的影响
含量过低不利于微生物的生长,根据文献报道生长溶
液中的TN(总氮)最低要保持在200mg,才能维持厌
图1为SRB在不同初始硫酸根浓度下还原沉淀氧菌的新陈代谢活动:另一方面氮含量过高产生的
时,浓度随时间的变化由图1可知,在SRB处理系NH'对微生物产生毒害作用影响微生物的生长代谢:
统中,当硫酸根的初始质量浓度为4gL以下时,因此在培养SRB时要保持培养液含有一定量的氮图
铀的质量浓度随时间变化很快,在处理36h后,铀的除3为初始硝酸根的质量浓度对SRB体系还原铀的影
去率即可达到80%以上:而当硫酸根的质量浓度达到响.图4初始硝酸根的质量浓度对ZVI-SRB体系还原
10(000g.时,处理72h后,铀的除去率还不到20%.轴的影响.
图2为∠VI-SRB在不同初始硫酸根浓度下还原沉淀
由图3和图4可以看出.硝酸根的初始浓度对
时,铀浓度随时间的变化.
SRB生长有显著影响.进而影响废水中的铀的除去率
由图1,图2看出∠YL-SRB还原趋势与SHB试验当硝酸根的质量浓度在低于100ogL时,钟的除去