張鴻郭 林潔松 吳夢(mèng)杰 溫項(xiàng)斯 陳光仕 鄧康藍(lán) 陳梓瑩 陳永亨 陳迪云#

(1.廣州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.廣州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣東省放射性核素污染控制與資源化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006；3.廣州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，珠江三角洲水質(zhì)安全與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006)

內(nèi)聚乙醇固定化硫酸鹽還原菌同步處理廢水中硫酸鹽和鉻*

張鴻郭1，2林潔松1吳夢(mèng)杰1溫項(xiàng)斯1陳光仕1鄧康藍(lán)1陳梓瑩1陳永亨3陳迪云1，2#

(1.廣州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.廣州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣東省放射性核素污染控制與資源化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006；3.廣州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，珠江三角洲水質(zhì)安全與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006)

硫酸鹽還原菌 固定化 乙醇 鉻 硫酸鹽

廣泛存在于印染、電鍍、皮革、冶金等行業(yè)廢水中的Cr(Ⅵ)對(duì)供水安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1]。傳統(tǒng)處理Cr(Ⅵ)污染的方法主要有化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、化學(xué)氧化還原、電解還原法等，但這些方法存在處理成本高、易導(dǎo)致二次污染等問(wèn)題[2-3]。尋找一種對(duì)環(huán)境友好、可規(guī)模化生產(chǎn)、條件溫和、處理效率高且成本低廉的方法是目前控制Cr(Ⅵ)污染的研究熱點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與方法

采用耐酸、耐金屬馴化篩選的SRB[9]。

主要菌株培養(yǎng)設(shè)備：HYG-A全溫?fù)u瓶柜；YQX-Ⅱ厭氧培養(yǎng)箱；SFC-01B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；01J2003-04型立式壓力蒸汽滅菌器。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程使用的無(wú)水乙醇、PVA、SA、二氧化硅、硼酸、氯化鈣、重鉻酸鉀、硫酸鈉、氫氧化鈉等均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 固定化小球的制備

稱(chēng)取PVA 3.6 g、SA 0.3 g、二氧化硅1.8 g、碳酸鈣0.3 g于燒杯中，加入33 mL無(wú)菌水，加熱溶解到糊狀，冷卻到40 ℃左右迅速加入0.1 mol乙醇和SRB菌液混合攪拌，用注射器吸取混合液滴加到2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))飽和硼酸氯化鈣溶液中，交聯(lián)后成型的固定化小球保存在4 ℃冰箱中備用[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 固定化小球強(qiáng)度和傳質(zhì)性能

手捏測(cè)試顯示其強(qiáng)度較好。反應(yīng)過(guò)程中固定化小球破裂現(xiàn)象不明顯，但存在黏結(jié)的情況。亞甲基蘭滲透實(shí)驗(yàn)[12]顯示，固定化小球具有較好的傳質(zhì)性能。

2.2 Cr(Ⅵ)的去除

在固定化小球作用下，48 h內(nèi)Cr(Ⅵ)去除量總體呈現(xiàn)逐步升高的趨勢(shì)(見(jiàn)圖1)。由于SRB存在生長(zhǎng)的適應(yīng)過(guò)程，部分固定化菌體死亡解體，導(dǎo)致Cr(Ⅵ)外泄[13]，使得48～72 h內(nèi)Cr(Ⅵ)去除量出現(xiàn)下降。固定化SRB去除Cr(Ⅵ)過(guò)程不僅與固定化小球吸附特性有關(guān)，也受到SRB還原作用的影響，Cr(Ⅵ)可被還原為Cr(Ⅲ)，并形成氫氧化鉻等沉淀而去除，固定化小球?qū)r(Ⅵ)最大去除量達(dá)到341.87 μg/g，最大去除率達(dá)97.43%，固定化小球具有去除廢水中Cr(Ⅵ)的優(yōu)良性能。

圖1 Cr(Ⅵ)去除量Fig.1 Removal amount of Cr(Ⅵ)

圖2 去除量Fig.2 Removal amount of

2.4 固定化小球處理機(jī)制探討

圖3 固定化小球處理廢水前后的紅外譜圖Fig.3 FTIR spectra of immobilized beads before processing and after processing

圖4 固定化小球處理廢水前后的電子掃描圖Fig.4 SEM micrograph of immobilized beads before processing and after processing

SRB還原硫酸鹽產(chǎn)生堿度也會(huì)形成氫氧化鉻沉淀，處理含鉻廢水后固定化小球表面出現(xiàn)少許的顆粒物質(zhì)(見(jiàn)圖4(b))，因此不排除Cr(Ⅵ)被還原后在固定化小球內(nèi)生成了少許沉淀物的可能[19-20]。

3 結(jié) 論

[1] 王婷，劉文，李學(xué)釗，等.鈦酸鹽納米片光催化-吸附協(xié)同去除水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)[J].環(huán)境化學(xué)，2015，34(10)：1777-1784.

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SimultaneoustreatmentofchromiumandsulfatebyimmobilizedSRBwithcohesiveethanol

ZHANGHongguo1，2，LINJiesong1，WUMengjie1，WENXiangsi1，CHENGuangshi1，DENGKanglan1，CHENZiying1，CHENYongheng3，CHENDiyun1，2.

(1.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，GuangzhouUniversity，GuangzhouGuangdong510006；2.GuangdongProvincialKeyLaboratoryofRadionuclidesPollutionControlandResources，SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，GuangzhouUniversity，GuangzhouGuangdong510006；3.KeyLaboratoryforWaterQualitySecurityandProtectioninPearlRiverDelta，MinistryofEducation，SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，GuangzhouUniversity，GuangzhouGuangdong510006)

SRB; immobilization; ethanol; chromium; sulfate

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.10.001

張鴻郭，男，1979年生，博士，副教授，主要從事環(huán)境生物技術(shù)研究。#

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*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.51208122)；廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.201707010256)；廣州大學(xué)教育改革研究項(xiàng)目(No.JY201604)；廣州大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(No.2015151117、No.201511078042)。

2016-05-02)