專利名稱：一種含鎘沉渣中鎘的土著微生物浸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含鎘沉渣中重金屬的微生物浸出領(lǐng)域，特別涉及鎘的微生物浸出。
背景技術(shù)：
隨著冶金業(yè)的逐漸發(fā)展，冶煉行業(yè)廢水處理技術(shù)越來越先進(jìn)，重金屬?gòu)U水回用率逐漸提高，但伴隨而來的是含重金屬的沉渣處理問題。我國(guó)長(zhǎng)期以來已堆存大量的重金屬沉渣，且隨著冶煉業(yè)的發(fā)展重金屬沉渣量將逐漸增加。冶煉污水處理后沉渣中重金屬含量較高但難以實(shí)現(xiàn)冶煉回收，對(duì)周圍環(huán)境具有潛在的危害，易造成重金屬污染事件。為解決冶煉企業(yè)廢水處理后沉渣中重金屬元素對(duì)環(huán)境可能造成的危害，部分專家學(xué)者對(duì)去除沉渣中的重金屬的方法進(jìn)行了大量的研究。包括離子交換、氯化、電化學(xué)、化學(xué)淋濾、生物淋濾等，其中化學(xué)淋濾是目前采取得最廣泛的形式。但化學(xué)方法存在處理成本高的缺陷，且投入的藥劑很大一部分仍殘留在沉渣中，對(duì)沉渣的副作用較大。近年來起源于微生物濕法冶金的生物淋濾法因耗酸極少、運(yùn)行成本低、重金屬去除效率高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而越來越受到關(guān)注。微生物浸出含鎘沉渣中鎘主要是通過培養(yǎng)基的加入激活沉渣中對(duì)金屬鎘具有抗性的微生物，使其生長(zhǎng)繁殖，并與鎘進(jìn)行物理化學(xué)作用使非水溶態(tài)鎘轉(zhuǎn)化為水溶態(tài)鎘，實(shí)現(xiàn)沉渣中鎘的資源化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種含鎘沉渣中鎘的土著微生物浸出方法，該方法通過具有轉(zhuǎn)化非水溶態(tài)鎘為水溶態(tài)鎘功能的微生物處理含鎘沉渣，操作簡(jiǎn)單易行，成本低，是一種環(huán)保處理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是采用含有能轉(zhuǎn)化Cd形態(tài)的土著微生物的治煉沉渣，向沉渣中加入浸出培養(yǎng)基，激活沉渣中土著微生物，使其繁殖并浸出沉渣中鎘。所述浸出培養(yǎng)基為(NH4)2SO42. 5 3. 5g · Γ1，KCl 0. 05 0. 2g · Γ1，K2HPO4 0. 3 0. 6g · ΙΛ MgSO4 · 7Η20 0· 3 0. 7g · Λ Ca(NO3)2O. Olg · Λ FeSO4 · 7Η2044· 5 45. Og · Γ1。浸出培養(yǎng)基加入到沉渣中添加量為固液質(zhì)量體積比g mL為6 8 100，調(diào)節(jié)浸出體系pH為3. 0，浸出體系的溫度為30°C的培養(yǎng)3-4天。發(fā)明人采集株洲冶煉集團(tuán)污水處理后沉渣堆場(chǎng)中沉渣，經(jīng)生物顯微鏡檢測(cè)到，該沉渣中具有能轉(zhuǎn)化Cd形態(tài)的土著微生物，培養(yǎng)基的加入激活該微生物，使其大量繁殖，可浸出沉渣中重金屬Cd。本發(fā)明的方法詳細(xì)技術(shù)方案包括以下步驟(1)將采集的沉渣自然風(fēng)干，球磨、過0. Imm篩后于80°C烘干；(2)配置培養(yǎng)基(NH4)2SO4 3g · Λ KCl 0. Ig · Λ K2HPO4O. 5g · Λ MgSO4 · 7H20 0. 5g · ΙΛ Ca(NO3)2 0. Olg · ΙΛ FeSO4 · 7Η2044· 7g · L—1，用 NaOH 調(diào)節(jié) pH 值為 1. 8 2. 0 ；(3)向含鎘沉渣中直接添加上述培養(yǎng)基，培養(yǎng)基添加量為固液質(zhì)量體積比(g mL)為7 100，調(diào)節(jié)體系pH為3.0，放置于30°C的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3-4天，沉渣中鎘含量經(jīng)檢測(cè)降低89%。本發(fā)明直接向含鎘沉渣中添加培養(yǎng)基進(jìn)行土著微生物浸出，提出的土著微生物浸出含鎘沉渣中鎘的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)方法的物理化學(xué)修復(fù)方法相比，含鎘沉渣中鎘浸出成本較低，且不產(chǎn)生二次污染，是一種環(huán)境友好型修復(fù)方法。本發(fā)明通過直接添加培養(yǎng)基于沉渣中，采用土著微生物浸出沉渣中鎘，操作簡(jiǎn)單易行，而且浸出率高，4天之內(nèi)，沉渣中鎘浸出率高達(dá)89%，浸出后沉渣經(jīng)浸出毒性鑒別屬一般固廢。且在環(huán)境安全性、操作方便性以及應(yīng)用成本方面具有其他生物修復(fù)方法不可比擬的優(yōu)越性。


圖1 培養(yǎng)基加入后浸出液中土著微生物2 土著微生物對(duì)沉渣中鎘浸出效果3 浸出過程沉渣顏色變化圖4 浸出前后沉渣中鎘的各形態(tài)含量變化
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 含鎘沉渣中鎘的土著微生物浸出實(shí)驗(yàn)步驟1 將株洲冶煉集團(tuán)沉渣堆場(chǎng)采集的含鎘沉渣自然風(fēng)干，球磨、過0. Imm篩后于80°C烘干，取7g渣樣放入150ml錐形瓶?jī)?nèi)，另取7g渣樣放入150ml錐形瓶?jī)?nèi)進(jìn)行滅菌作為參照。步驟2 配置培養(yǎng)基，培養(yǎng)基成分為(NH4) 2S04 3g · L-1，KCl 0. Ig · L-1，K2HPO4 0. 5g · ΙΛ MgSO4 · 7H20 0. 5g · Λ Ca(NO3)2 0. Olg · Λ FeSO4 · 7H20 44. 7g · Γ1，用 NaOH 調(diào)節(jié)pH值為1. 8 2. 0。步驟3 向錐形瓶?jī)?nèi)分別加入IOOml步驟2所配培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)體系pH值為3. 0，并以水和稀硫酸代替培養(yǎng)基作為參照，放入恒溫振蕩箱內(nèi)培養(yǎng)浸出，浸出后取浸出液在顯微鏡下觀察浸出液微生物形態(tài)，檢測(cè)浸出液中鎘含量并計(jì)算浸出率。浸出4d后，浸出液中含大量微生物(見附圖1)，水和稀酸作為培養(yǎng)基沉渣中鎘浸出率很低，分別只有2. 19%和8. 83% ；滅菌沉渣中鎘浸出率也只有27%，而未滅菌沉渣中鎘浸出率高達(dá)89% (見附圖2)。實(shí)施例2 浸出過程沉渣特征分析按實(shí)例1浸出沉渣中鎘，觀察浸出過程沉渣顏色變化。取浸出1天、3天和5天后的余渣，采用超純水和PH為3的酸液分別淋洗兩次，在80°C下烘干、過篩，分析浸出5d后余渣中鎘各形態(tài)含量。浸出過程中渣樣顏色發(fā)生明顯變化，原渣樣顏色呈灰色，經(jīng)過24h浸出后，渣樣顏色由灰色逐漸變紅，經(jīng)過120h浸出后，渣樣呈磚紅色(見附圖幻。浸出后余渣中酸可提取態(tài)鎘、可還原態(tài)鎘、可氧化態(tài)鎘及殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量都有顯著的降低，分別由原渣中的1560mg/kg、 740mg/kg、840mg/kg、1390mg/kg 降低至浸出后的 80mg/kg、130mg/kg、150mg/kg 和 370mg/ kg(見附圖4)。
權(quán)利要求
1.一種含鎘沉渣中鎘的土著微生物浸出方法，其特征在于，采用含有能轉(zhuǎn)化Cd形態(tài)的土著微生物的治煉沉渣，向沉渣中加入浸出培養(yǎng)基，激活沉渣中土著微生物，使其繁殖并浸出沉渣中鎘。
2.如權(quán)利要求1所述的微生物浸出方法，其特征在于所述浸出培養(yǎng)基為(NH4)2SO4 2. 5 3. 5g · Λκα 0. 05 0. 2g .I71，K2HPO4O. 3 0. 6g .!^,MgSO4 ·7Η20 0· 3 0· 7g · Λ Ca(NO3)2 0. Olg · L-1，F(xiàn)eSO4 · 7Η2044· 5 45. Og · Γ1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的微生物浸出方法，其特征在于浸培養(yǎng)基加入到沉渣中添加量為固液質(zhì)量體積比g mL為6 8 100，
4.如權(quán)利要求3所述的微生物浸出方法，其特征在于調(diào)節(jié)浸出體系pH為3.0，浸出體系的溫度為30°C的培養(yǎng)3-4天。
全文摘要
本發(fā)明涉及含鎘沉渣中鎘的土著微生物浸出。利用(NH4)2SO4、KCl、K2HPO4、MgSO4·7H2O、Ca(NO3)2和FeSO4·7H2O作為培養(yǎng)基，激活含鎘沉渣中土著微生物，使其大量繁殖并浸出沉渣中鎘。浸出后浸出液中含大量土著微生物，鎘浸出率達(dá)89％，浸出過程沉渣顏色逐漸變至磚紅色，沉渣中酸可提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)及殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量都有顯著降低。浸出后余渣可作為一般固廢處理。
文檔編號(hào)C22B17/00GK102337400SQ20101023028
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者向仁軍, 成應(yīng)向, 李小嬌, 李瑾, 王強(qiáng)強(qiáng), 許友澤 申請(qǐng)人:向仁軍, 成應(yīng)向, 許友澤