利用沼液制取生物絮凝剂及其去除重金属效能研究
微生物絮凝剂因其自身具有众多优势而在水处理中得到越来越多的关注，然而，然而价格昂贵的培养基导致的絮凝剂生产成本的提高仍旧是阻碍其应用的主要阻碍。本课题针对培养基成本高这一问题进行了一定的研究探索，选取沼液作为廉价替代物。在对沼液水质全面分析的基础上，通过适当的调整，使其成为适宜产絮菌生长的环境，并对发酵条件进行了优化，最后考察了所获得的絮凝剂去除重金属离子的效能。实现了降低生物絮凝剂生产成本的同时，为沼液资源化提供新的途径。 通过对所取沼液水质的分析，发现沼液中可以直接被产絮菌利用的营养物质浓度偏低，并且试验发现，直接利用沼液产絮效果不理想，所以需要对其进行一定的处理。研究表明，沼液经离心处理后，不经稀释直接添加2g/L的葡萄糖、5g/L的K2HPO4和2g/L的KH2PO4，高温灭菌后接菌F+，可以获得80％以上的絮凝率。对产絮菌在所配制的培养基中生长状况和底物利用情况进行监测发现，产絮菌在沼液培养基中生长状况良好，并且可以充分利用沼液中外加及其本身所含有的营养物质。通过对葡萄糖、蛋白质、四种挥发酸的测定，发现这些物质都可以被产絮菌充分进行利用。 以沼液作为培养基，对产絮菌发酵过程中的环境因素进行了研究。通过单因素实验首先确定了所研究的环境因素的变化范围，然后，利用响应曲面法对以上因素进行了基于中心组合旋转设计（CCD）的实验设计，获得了以絮凝率为响应值的回归方程，方差分析表明该方程拟合度好，可以很好的解释实验数据。通过对方程的求导，得出了产絮菌F+在沼液为培养基制取生物絮凝剂时的最佳发酵条件：发酵温度29.5℃、培养基初始 pH为7.5、接种量为8.5%、发酵时间23h，摇床转速为140r/min，在此条件下获得的絮凝率为87.13%，絮凝剂的产量为2.21g/L。 所获得的生物絮凝剂应用于模拟的含有高浓度重金属的电镀废水，对Cr6+、Cu2+、Ni2+、Zn2+四种重金属离子的去除率及单位吸附量进行了研究。结果发现，获得的絮凝剂对Cu2+和Zn2+具有很高的去除率，可以达到90%以上；对Ni2+去除效果一般，最高仅有66.4%的去除率，而对Cr6+的去除效果最差，去除率在40%以下。实验对絮凝剂使用量、pH值、反应时间、反应温度四个因素进行了研究，得出来了各自合适的范围。
微生物絮凝剂;沼液水质;响应曲面法;重金属含量;去除效果
哈尔滨工业大学
硕士
环境科学与工程
马放
2014
中文
X703.5
74
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）