2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、酸性礦山廢水(AMD)是對環(huán)境污染嚴重,對人類危害極大的一種工業(yè)廢水。目前,酸性礦山廢水的處理主要采用物理和化學方法,容易造成二次污染。而利用硫酸鹽還原菌(SRB)處理此類廢水雖然具有實用性廣、運行穩(wěn)定以及環(huán)境友好等特點,但AMD獨特的低pH酸性條件和高濃度重金屬含量成為利用SRB處理此類廢水的阻礙因素。為了改善SRB處理酸性礦山廢水的效果,本課題研究了SRB對硫酸鹽的還原規(guī)律與作用行為,研發(fā)了一種新型生物反應(yīng)器。該反應(yīng)器利用旁路供磷和

2、二步處理的新工藝來處理此類廢水。第一步在調(diào)節(jié)瓶中利用鐵屑置換AMD中的部分H+,提高pH,還原Fe3+,并利用N2吹脫在第二步處理時產(chǎn)生的H2S,沉淀部分重金屬離子,減輕Cu2+等對SRB的抑制作用;第二步處理是通過填料式主體反應(yīng)器利用SRB還原SO42-,產(chǎn)生硫化物,進一步沉淀第一步處理中未沉淀的金屬離子,使AMD達到凈化的目的。由于AMD中Fe3+和P源發(fā)生沉淀會使SRB由于P源供給不足而生長受到抑制,我們提出磷源以旁路的方式供給,

3、即供SRB生長的P源單獨從反應(yīng)器底部供入。利用該新型生物反應(yīng)器研究了處理AMD的可行性,旨在為實現(xiàn)酸性礦山廢水的有效治理提供一定的理論參考。
  本課題從SRB的選種、培養(yǎng)、菌種分離、純化、鑒定等各方面對SRB進行了研究,并對SRB在搖瓶實驗中的各影響因素進行了探討。對在低pH含Cu2+或不含Cu2+條件下鐵屑協(xié)同SRB對SO42-的還原作用及機理進行了闡述。利用新型生物反應(yīng)器分別對模擬和實際酸性礦山廢水進行了處理,并對該反應(yīng)器中

4、的二步處理機制和作用歷程進行了闡述。探討沉淀物中含銅固體的回收條件,并對該反應(yīng)器中產(chǎn)生的金屬沉淀物中的Cu以CuS的形式進行回收。通過研究主要得出以下結(jié)論:
  (1)SRB培養(yǎng)的最佳轉(zhuǎn)接時間即是SO42-還原速率達到最大的時候,累計氣體體積V的降低可以間接作為SRB開始大量還原SO42-的標志,通過菌種鑒定發(fā)現(xiàn)分離出的SRB細菌在極大程度上屬于脫硫腸狀菌屬,可能是Desulfotomaculum sp.RH04-3菌株或者和該菌

5、株在進化過程中有共同的來源。
  (2)通過探討各因素pH、SO42-濃度、接種量、酵母浸膏、無機P源、轉(zhuǎn)速、光照和溫度對SRB還原硫酸鹽的影響,結(jié)果表明:pH和溫度條件對SRB還原SO42-的影響最大,Na5P3O10可以替代KH2PO4作為供給SRB生長的無機P源。在低pH條件下,鐵屑協(xié)同SRB對SO42-的還原作用得到顯著提高,提出了協(xié)同機制;在低pH含Cu2+件下,協(xié)同作用受到抑制,說明了抑制原因。
  (3)通過新

6、型生物反應(yīng)器處理模擬和實際酸性礦山廢水的實驗得出:處理含Cu2+和不含Cu2+模擬廢水時,該反應(yīng)器的處理效率遠遠強于搖瓶實驗,體現(xiàn)出二步處理的優(yōu)勢;在處理含Cu2+和Fe3+的模擬廢水時,適宜溫度條件下最佳水力停留時間(HRT)為4.0d,遠遠優(yōu)于室溫條件下處理效果;在處理實際廢水過程中,通過增加營養(yǎng)物質(zhì)來提升處理量,夏季室溫條件(30℃~39℃)下該反應(yīng)器處理效果較好,最佳HRT可大大縮短至0.8d,并且該反應(yīng)器在此條件下連續(xù)穩(wěn)定運行

7、48d。該反應(yīng)器克服了目前國內(nèi)外處理酸性礦山廢水的生物反應(yīng)器因使用碳酸鈣中和酸性廢水而產(chǎn)生的硫酸鈣沉淀二次污染。通過對調(diào)節(jié)瓶內(nèi)各金屬離子和反應(yīng)器內(nèi)SRB作用機制探討推斷可知,第一步處理為利用鐵屑置換H+,還原Fe3+,并以CuS和FeS的形式去除廢水中的Cu2+和Fe3+;第二步處理主體反應(yīng)器中SRB在填料表面成膜,并減輕金屬離子和沉淀物對SRB的抑制。
  (4)分別對模擬廢水和實際廢水處理時調(diào)節(jié)瓶中沉積物進行分選,得出Cu的回

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