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【新闻】分散式生活污水处理设备循环烘箱

发布时间:2020-10-18 18:12:36 阅读: 来源:不锈钢酒桶厂家

分散式生活污水处理设备

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施氏矿物附着包裹硫杆菌与矿物溶解游离硫杆菌对Fe2+氧化体系Fe2+氧化率的影响  酸性矿山废水体系, 维持体系Fe2+具有高的氧化效率是加速酸性矿山废水形成的充分条件.Fe2+是氧化亚铁硫杆菌生长所需的能源物质, 所以体系Fe2+氧化率亦是反映体系微生物数量多少与生物活性强弱的直接证据(谢鑫源等, 2013).本研究中, 生物成因施氏矿物附着包裹硫杆菌与施氏矿物酸性体系下溶解所释放出的游离硫杆菌对Fe2+氧化率的影响如图 4所示.  对照体系在108 h培养过程中, Fe2+氧化率逐渐从0升高至9.64%.小幅的Fe2+氧化消耗体系一定量的H+(Fe2++0.25 O2+H+→Fe3++0.5H2O), 致使体系pH升高(图 3).当对照体系加入0.1、0.2、0.3、0.4 g施氏矿物后, 体系Fe2+氧化率随时间呈现明显增加趋势, 并且施氏矿物加入量越大, Fe2+氧化率增加幅度越大.虽然加入0.1~0.4 g施氏矿物体系Fe2+氧化率在108 h全部达到100%, 然而这并不能说明各处理氧化亚铁硫杆菌Fe2+氧化能力是一致的, 仅是由于体系总的Fe2+浓度限制, 使得不同处理体系Fe2+在108 h实现完全氧化.在48~96 h培养过程中, 体系Fe2+氧化率均呈现出:对照+0.4 g施氏矿物>对照+0.3 g施氏矿物>对照+0.2 g施氏矿物>对照+0.1 g施氏矿物的变化趋势.刘奋武等(2013a)同样观察到类似现象, 其发现当体系初始氧化亚铁硫杆菌密度从1.35×106 cells·mL-1增加至8.10×106 cells·mL-1时, 在改进型9K液体培养基生物氧化Fe2+时, 各处理在12、24、36 h的Fe2+氧化率随着体系微生物数量增加而增加, 由于体系Fe2+浓度有限, 在第48 h各处理Fe2+均实现完全氧化.与添加施氏矿物引入的氧化亚铁硫杆菌Fe2+氧化相比较,

施氏矿物溶解后释放出的微生物进一步显著加速了体系的Fe2+氧化进程.体系Fe2+氧化速率随着溶解施氏矿物量的增加而增加, 且在第84 h, 所有施氏矿物溶解体系Fe2+氧化率全部达到90%以上.通过图 4可以得出, 氧化亚铁硫杆菌吸附包裹于施氏矿物后, 其对体系Fe2+氧化能力明显减弱.例如, 0.1、0.2、0.3与0.4 g施氏矿物加入体系, 在第72 h, 体系Fe2+氧化率分别为19.0%、20.3%、24.2%与30.8%, 而当0.1、0.2、0.3与0.4 g施氏矿物溶解加入体系后, 对应时刻点体系Fe2+氧化率分别为30.8%、49.7%、77.1%与84.7%.究其原因可能是由于生物合成次生铁矿物颗粒相互粘附生长, 被施氏矿物包裹的硫杆菌无法及时进入液相, 进而减缓体系Fe2+氧化进程.而施氏矿物溶解后, 所有微生物均成为游离态, 加速体系Fe2+氧化.前人研究表明, Fe2+氧化过程产生的电子会传递到氧化亚铁硫杆菌表面, 通过蛋白质传递给细胞内细胞色素C, zui终在部分酶的参与下, zui终将电子传递给氧气(Rawlings, 2005).次生铁矿物对氧化亚铁硫杆菌的吸附包裹, 可能在一定程度上降低了电子向菌体表面的传递效率, 进而影响整个体系氧化还原反应的发生, 降低Fe2+生物氧化效率.生物合成施氏矿物体系溶液经定性滤纸抽滤后, 所得矿物含水率为51.3%, 抽滤所得施氏矿物对氧化亚铁硫杆菌的吸附量为2.0×108 cells·g-1.换言之, 绝干施氏矿物对氧化亚铁硫杆菌的吸附量为4.1×108 cells·g-1.苏贵珍等(2009)采用H2O2氧化FeSO4的化学方法合成施氏矿物, 并证实当初始体系pH=2.50, 氧化亚铁硫杆菌密度为3.15×107 cells·mL-1时, 绝干施氏矿物对氧化亚铁硫杆菌的吸附量可达到6.7×109 cells·g-1, 菌吸附量约为本研究中生物合成施氏矿物对硫杆菌吸附量的16.3倍.笔者认为造成这一差异的原因可能与生物法、化学法所得施氏矿物表面性质(如比表面积等), 或者体系pH值有密切关系.  3.2 施氏矿物附着包裹硫杆菌与矿物溶解后游离硫杆菌对Fe2+氧化体系pH变化的影响  富铁酸性硫酸盐体系, 体系pH降低幅度可间接反映氧化亚铁硫杆菌的活性或相对数量.本研究中, 生物成因施氏矿物附着包裹硫杆菌与施氏矿物酸性体系下溶解所释放出的游离硫杆菌对Fe2+生物氧化体系pH变化影响如图 3所示.  在仅有改进型9K液体培养基存在的对照体系, 体系Fe2+发生缓慢的化学氧化, pH从初始时刻的2.50逐渐升高至108 h时的2.72, 且整个培养过程体系并未观察到有次生铁矿物合成.而在体系中加入施氏矿物固体或者溶解施氏矿物后, 体系pH在108 h培养过程中呈现先上升后下降的变化趋势.当在对照体系中加入0.1 g或0.2 g抽滤所得施氏矿物, 体系pH在前60 h逐渐升高至2.71与2.70, 在60~108 h培养过程中, pH逐渐降低至2.28与2.25.当对照体系施氏矿物加入量达到0.3 g或0.4 g, 体系pH在前48 h逐渐升高至2.66与2.68, 在48~108 h培养过程中, pH逐渐降低至2.24与2.22.在48~108 h培养过程中, 随着体系施氏矿物加入量的增加, 体系pH降低速率加快.当在对照体系溶解0.1 g或0.2 g施氏矿物, 体系pH在前48 h逐渐升高至2.60与2.57, 在48~108 h培养过程中, pH逐渐降低至2.19与2.18.然而, 当对照体系溶解有0.3施氏矿物时, 体系pH在第36 h达到zui大值, 在第108 h, 体系pH降低至2.10.当对照体系溶解有0.4 g施氏矿物时, 体系pH在前48 h基本处于2.46~2.50之间, 此期间体系Fe2+氧化消耗的H+与体系Fe3+水解产生的H+基本处于动态平衡状态, 在48~108 h, 体系pH逐渐由2.46降低至2.02.可见, 在Fe2+浓度一定的富铁酸性硫酸盐体系, 相对于体系被施氏矿物吸附包裹的氧化亚铁硫杆菌, 游离的氧化亚铁硫杆菌对体系pH下降的贡献率更为明显.例如, 相对于体系加入0.1、0.2、0.3、0.4 g施氏矿物, 相应浓度施氏矿物溶解后释放出的氧化亚铁硫杆菌生长对体系H+浓度贡献率分别增加1.58、1.40、1.84与2.23倍.换言之, 氧化亚铁硫杆菌粘附包裹于施氏矿物中, 能够减缓富铁酸性硫酸盐体系的酸化程度.

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