Ch-1菌解毒鉻渣機(jī)理的初步研究.pdf

1、鉻渣是鉻鹽行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中排放的有毒廢渣。鉻渣中的六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境及人類造成的危害成為社會(huì)亟待解決的問(wèn)題。2003年發(fā)生的兩起鉻渣污染嚴(yán)重事故，引起世人的高度重視，鉻渣治理勢(shì)在必行，但是自鉻鹽生產(chǎn)以來(lái)，鉻渣的治理一直都未得到妥善解決，其治理方法概括起來(lái)，主要有干法解毒和濕法解毒兩類，但這些方法由于處理成本高、吃渣量小、引起二次污染等原因，不能徹底解決鉻渣污染問(wèn)題。 就此，我們課題組前期已經(jīng)找到一種高效還原鉻的特異功能菌Ch-1菌，

2、并實(shí)現(xiàn)了鉻渣的細(xì)菌高效解毒，但有關(guān)鉻渣的細(xì)菌解毒機(jī)理還可以說(shuō)是空白。 本文從鉻渣的礦物學(xué)特征分析入手，初步研究了細(xì)菌解毒鉻渣的機(jī)理，得出如下結(jié)論： ①通過(guò)細(xì)菌搖瓶浸出鉻渣和還原鉻液對(duì)比實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明細(xì)菌還原六價(jià)鉻主要是還原酶直接還原的結(jié)果，代謝產(chǎn)物對(duì)六價(jià)鉻無(wú)還原作用；細(xì)菌解毒鉻渣是細(xì)菌浸出和還原六價(jià)鉻同步進(jìn)行的過(guò)程，細(xì)菌能夠促進(jìn)六價(jià)鉻浸出，明顯提高六價(jià)鉻的浸出率。細(xì)菌解毒鉻渣的關(guān)鍵在于提高酸溶性六價(jià)鉻浸出率，在一定程度上

3、取決于細(xì)菌對(duì)酸溶性六價(jià)鉻固溶體包裹物的破壞程度大小，這與磨礦對(duì)鉻渣晶相破壞的程度、浸出時(shí)間周期長(zhǎng)短、鉻渣粒徑的控制、浸出條件等因素有關(guān)。 ②在不同溶液pH值下進(jìn)行了鉻渣滲濾柱浸實(shí)驗(yàn)。隨著溶液pH值的降低，鉻渣中的Ca<'2+>、Mg<'2+>、Al<'3+>、Fe<'3+>離子逐漸溶解釋放到溶液中，以Ca<'2+>和Mg<'2+>溶解量增加最為顯著，其金屬離子所耗HC1的量與實(shí)際消耗HC1的量具有良好的吻合關(guān)系。在溶液酸度增加

4、情況下，由于鉻渣表面對(duì)Cr(Ⅵ)離子的吸附-解吸附作用以及土壤有機(jī)質(zhì)的還原作用， pH降至6以后，繼續(xù)加入HC1，Cr(Ⅵ)濃度反而有下降趨勢(shì)。 ③分別采用XRD、掃描電子顯微鏡和．EDS分析了鉻渣浸出過(guò)程中的物相及化學(xué)成分變化，觀察了鉻渣細(xì)菌浸出前后表面形貌變化，結(jié)果表明，細(xì)菌浸出前后鉻渣物相組成無(wú)明顯變化，細(xì)菌對(duì)鉻渣的作用主要表現(xiàn)在提高六價(jià)鉻浸出率上面，細(xì)菌浸出后鉻渣中鉻的含量有明顯降低，最終渣樣Cr(Ⅵ)總浸出率為58.

5、15﹪；其中水溶性Cr(Ⅵ)的浸出率為98.82﹪；酸溶性Cr(Ⅵ)的浸出率為45.92﹪。方鎂石(MgO)含量有一定程度的降低，細(xì)菌能夠促進(jìn)方鎂石的溶解，究其原因，可能與鎂離子是細(xì)菌生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)元素有關(guān)。 ④應(yīng)用Monod方程，對(duì)Ch-1菌株還原六價(jià)鉻生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行了擬合，發(fā)現(xiàn)Ch-1菌株對(duì)Cr(Ⅵ)的代謝為細(xì)菌直接酶還原過(guò)程，從擬合所得動(dòng)力學(xué)參數(shù)值來(lái)分析，此還原酶與Cr(Ⅵ)結(jié)合的能力較強(qiáng)，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下得到的