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【新闻】wsza15m3h一体化地埋式污水处理设施义乌

发布时间:2020-10-18 18:50:07 阅读: 来源:台笔厂家

wsz-a-1.5m3/h一体化地埋式污水处理设施

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生物合成施氏矿物体系溶液经定性滤纸抽滤后, 所得矿物含水率为51.3%, 抽滤所得施氏矿物对氧化亚铁硫杆菌的吸附量为2.0×108 cells·g-1.换言之, 绝干施氏矿物对氧化亚铁硫杆菌的吸附量为4.1×108 cells·g-1.苏贵珍等(2009)采用H2O2氧化FeSO4的化学方法合成施氏矿物, 并证实当初始体系pH=2.50, 氧化亚铁硫杆菌密度为3.15×107 cells·mL-1时, 绝干施氏矿物对氧化亚铁硫杆菌的吸附量可达到6.7×109 cells·g-1, 菌吸附量约为本研究中生物合成施氏矿物对硫杆菌吸附量的16.3倍.笔者认为造成这一差异的原因可能与生物法、化学法所得施氏矿物表面性质(如比表面积等), 或者体系pH值有密切关系.  3.2 施氏矿物附着包裹硫杆菌与矿物溶解后游离硫杆菌对Fe2+氧化体系pH变化的影响  富铁酸性硫酸盐体系, 体系pH降低幅度可间接反映氧化亚铁硫杆菌的活性或相对数量.本研究中, 生物成因施氏矿物附着包裹硫杆菌与施氏矿物酸性体系下溶解所释放出的游离硫杆菌对Fe2+生物氧化体系pH变化影响如图 3所示.

在仅有改进型9K液体培养基存在的对照体系, 体系Fe2+发生缓慢的化学氧化, pH从初始时刻的2.50逐渐升高至108 h时的2.72, 且整个培养过程体系并未观察到有次生铁矿物合成.而在体系中加入施氏矿物固体或者溶解施氏矿物后, 体系pH在108 h培养过程中呈现先上升后下降的变化趋势.当在对照体系中加入0.1 g或0.2 g抽滤所得施氏矿物, 体系pH在前60 h逐渐升高至2.71与2.70, 在60~108 h培养过程中, pH逐渐降低至2.28与2.25.当对照体系施氏矿物加入量达到0.3 g或0.4 g, 体系pH在前48 h逐渐升高至2.66与2.68, 在48~108 h培养过程中, pH逐渐降低至2.24与2.22.在48~108 h培养过程中, 随着体系施氏矿物加入量的增加, 体系pH降低速率加快.当在对照体系溶解0.1 g或0.2 g施氏矿物, 体系pH在前48 h逐渐升高至2.60与2.57, 在48~108 h培养过程中, pH逐渐降低至2.19与2.18.然而, 当对照体系溶解有0.3施氏矿物时, 体系pH在第36 h达到zui大值, 在第108 h, 体系pH降低至2.10.当对照体系溶解有0.4 g施氏矿物时, 体系pH在前48 h基本处于2.46~2.50之间, 此期间体系Fe2+氧化消耗的H+与体系Fe3+水解产生的H+基本处于动态平衡状态, 在48~108 h, 体系pH逐渐由2.46降低至2.02.可见, 在Fe2+浓度一定的富铁酸性硫酸盐体系, 相对于体系被施氏矿物吸附包裹的氧化亚铁硫杆菌, 游离的氧化亚铁硫杆菌对体系pH下降的贡献率更为明显.例如, 相对于体系加入0.1、0.2、0.3、0.4 g施氏矿物, 相应浓度施氏矿物溶解后释放出的氧化亚铁硫杆菌生长对体系H+浓度贡献率分别增加1.58、1.40、1.84与2.23倍.换言之, 氧化亚铁硫杆菌粘附包裹于施氏矿物中, 能够减缓富铁酸性硫酸盐体系的酸化程度.测定方法  采用数显式酸度计(pHS-3C, 上海)测定体系pH值, 酸度计精度为0.01.利用邻菲罗啉比色法测定溶液中Fe2+浓度, 并结合体系初始Fe2+浓度, 计算不同时刻Fe2+氧化率(刘奋武等, 2013a).利用热场发射扫描电子显微镜(SEM, JSM-7001F), 在加速电压10.0 kV、工作距离10.0 mm条件下观察次生铁矿物形貌.通过X射线衍射仪(D8 Advance A25, Bruker, Germany), 在测试条件为Cu靶, 步长0.02o条件下获得次生矿物特征衍射峰, 分析矿物矿相.矿物重量采用分析天平(BS124-S型, 精度0.0001)称量.采用平板菌落计数法对氧化亚铁硫杆菌进行计数.固体培养基配制过程如下:培养基的配方分A、B、C液.其中, A液:(NH4)2SO4 3.0 g、KCl 0.1 g、K2HPO4 0.5 g、Ca(NO3)2·4H2O 0.01 g、MgSO4·7H2O 0.5 g, 溶于装有300 mL去离子水的玻璃锥形瓶中, 用H2SO4调节pH到2.79;B液:4 g琼脂糖溶于装有500 mL去离子水的锥形三角瓶中;C液:22.1 g FeSO4·7H2O溶于装有200 mL去离子水的玻璃三角瓶中.其中, A液与B液在高压蒸汽灭菌锅中于121 ℃下灭菌30 min, C液过0.22 μm滤膜过滤灭菌.待A、B灭菌完成, 冷却到60 ℃后, 将A、B、C液混合摇匀, zui后将混合培养基倒入培养皿中, 冷却备用.  2.6 数据处理与绘图  使用Microsoft Excel(2010版本)软件对pH、Fe2+氧化率、矿物产生量进行数据分析, 分析结果采用平均值及标准偏差形式表示.使用Origin7.5软件对实验所得数据进行制图.  3 结果与讨论(Results and discussion)3.1 生物成因次生铁矿物合成  前人在对酸性矿山废水体系施氏矿物的研究中发现, 施氏矿物是外观为球型, 且球表面长满针刺的非晶型矿物(Liao et al., 2011;Liu et al., 2015b).本研究生物合成施氏矿物的形貌如图 1a所示.  本研究所得施氏矿物颗粒相互团聚生长, 其形貌与前人报道结果(Liu et al., 2015b)基本一致.X射线衍射(XRD)技术不但可以鉴定矿物种类, 而且能够区别晶型矿物与非晶型矿物.JCPDS(2002)PDF47-1775卡片数据及前人对施氏矿物X射线衍射(XRD)结果证实(Wang et al., 2013;Zhang et al., 2017), 施氏矿物XRD图谱存在8条衍射宽峰, 其中, 典型宽峰位于2θ=26.26°、35.16°、55.30°与61.34°, 尤其是与2θ=35.16°处的特征宽峰常被用来作为鉴别施氏矿物的特征衍射峰.本研究所得次生铁矿物XRD典型衍射宽峰位置与前人结果完全一致.结合本研究所得矿物SEM与XRD数据, 可以证实体系获得的次生铁矿物为纯施氏矿物.生物合成施氏矿物体系在0~60 h培养过程中, pH变化趋势与氧化亚铁硫杆菌生长趋势见图 2.从图 2可以看出, 施氏矿物生物合成体系pH从初始的2.50逐渐降低至60 h时的2.10, 液相中微生物浓度从初始的1×107 cells·mL-1逐渐以指数增长趋势增加至3×108 cells·mL-1.文献报道氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+的世代周期为6.5~15.0 h(周立祥, 2012).本研究在制备施氏矿物过程中, 氧化亚铁硫杆菌利用Fe2+作为能源物质共繁殖5代, 平均世代周期为12 h.材料与方法(Materials and methods)2.1 供试药品  本研究所涉及的硫酸铵、硝酸钙、硫酸镁、邻菲罗啉、盐酸羟胺、氯化钾、磷酸氢二钾、七水硫酸亚铁、无水乙酸钠等均为分析纯.  2.2 供试氧化亚铁硫杆菌的活化及休止细胞液的制备  将1 mL嗜酸性氧化亚铁硫杆菌菌株Acidithiobacillus ferrooxidans LX5(A. ferrooxidans LX5, CGMCC No.0727)休止细胞液加入到150 mL改进型9K培养基中(Liu et al., 2015a), 在28 ℃、180 r·min-1条件下进行活化, 待体系Fe2+完全氧化时用定性中速滤纸过滤培养液, 再次取15 mL富含硫杆菌的滤液重复上述活化过程.待体系Fe2+再次氧化完全时结束活化, 将所得微生物菌液用滤纸抽滤, 获得活化后的氧化亚铁硫杆菌菌液, 菌液中Acidithiobacillus ferrooxidans LX5浓度为1×108 cells·mL-1.

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