一種鉻渣生物解毒方法
2023-11-01 03:17:22 2
專利名稱：一種鉻渣生物解毒方法
技術領域：
本發明屬於環境工程技術領域，具體涉及一種直接用微生物對鉻渣生物解毒的方法。
背景技術：
鉻渣是生產金屬鉻和鉻鹽所排放的廢渣，因其含有超量水溶性Cr(VI)而具有強烈毒性。鉻渣的處理歷來被認為是鉻化工行業最頭痛的問題，也是世界性的難題。國外處理鉻渣主要是採用固化處理，達到填埋標準後進行安全填埋處置。我國多集中在把有毒的六價鉻用幹法還原為無毒的三價鉻後再綜合利用，例如鉻渣代替石灰石煉鐵、鉻渣生產水泥、鉻渣做玻璃作色劑等。但是這種處理方法處理掉的鉻渣同大量堆積的鉻渣相比較，則顯得微不足道，且要消耗大量能量，成本較高，還存在運輸費用高和運輸過程中的潛在汙染危害，不能從根本上解決鉻渣問題。到目前為止，還難以找到一個真正經濟、有效、實用的技術。含鉻廢水的處理中已經採用微生物解毒方法，並且取得了較好的效果。而直接用微生物對鉻渣進行解毒，還少有報導。
發明內容
本發明針對現行鉻渣解毒處理中存在的問題，將化學工程的傳質理論和生物吸附技術相結合，提出了一種鉻渣直接生物解毒的方法，該方法在實現鉻渣原地解毒和鉻汙染地區的生物修複方面具有很大應用前景。
本方法包括以下步驟(1)解毒用菌種的馴化篩選取原料鉻渣在肉膏蛋白腖培養基中培養，取培養液轉接入兩個以上含相同鉻渣量的培養基中進行馴化，每種鉻渣含量重複培養3～4次，培養後選擇效果好的一瓶轉接，逐步增加鉻渣加入量，馴化結束後，確定馴化後的混合菌含有長杆、球狀和短杆三種菌株，因為單菌的解毒效果遠不及混合菌。
(2)鉻渣直接生物解毒將馴化篩選或用已經獲得的菌種進行培養所得到的混合菌液加入到含鉻渣的培養基中，在一定溫度下進行搖床培養一段時間，鉻渣中的Cr(VI)在較大的濃度差推動力作用下，不斷被溶液浸出和被微生物吸附或直接利用，經過一定處理時間後，鉻渣中的Cr(VI)被大量去除。在一定條件下，延長解毒時間可以提高渣中Cr(VI)的去除率，直至達到要求為止。
步驟(1)中原料鉻渣加入肉膏蛋白腖培養基的培養條件為25～35℃，150～200rpm下振蕩培養，72～96h後，將培養液放置，等鉻渣沉降後，取呈混濁態培養液進行轉接到含鉻渣的培養基中進行培養。
對於步驟(2)中的搖床解毒，培養條件為溫度25～35℃，pH＝6.5～7.5，搖床轉速150～200rpm。正交試驗的結果經方差分析表明，最適條件為溫度30℃，pH＝7.0，搖床轉速150rpm。在此條件下，當鉻渣在培養基中的加入量為30g/l時，培養72h，鉻渣中Cr(VI)的去除率可達80％。
與現在國內外使用的鉻渣解毒方法相比，本發明立足於將化學工程的傳質理論和生物吸附技術相結合，提出的直接對鉻渣進行微生物解毒的方法具有如下優點(1)與現有的鉻渣固定化方法和比較複雜的高溫還原反應解毒法相比，鉻渣直接生物解毒方法是在常溫條件下進行，而且操作簡單易行。因此，過程的能耗低，處理成本低。
(2)本發明從鉻渣中馴化篩選混合微生物，直接用於鉻渣解毒，解毒效果好。以往的研究多是用單一菌種從含鉻廢水中進行鉻吸附試驗，直接用於鉻渣解毒的報導少見。但單一菌抵抗環境的能力很弱，往往效力不高，而利用微生物共代謝作用，多菌協同作用轉化鉻，往往比單一菌的解毒效果更好。
(3)本發明方法主要應用了上述從鉻渣中馴化篩選出的混合微生物對於Cr(VI)的吸附或利用和Cr(VI)從渣中向溶液擴散的過程。因此，該方法在實現鉻渣原地解毒和鉻汙染地區的生物修複方面具有很大應用前景。
具體實施例方式
實施例1用本發明方法處理重慶民豐農化公司取得的鉻渣，其過程如下(1)解毒用菌種的馴化篩選首先從重慶民豐農化公司鉻渣堆場中取得一些代表性渣樣，然後將取回的原料鉻渣5g加入50ml(250ml三角瓶)肉膏蛋白腖培養基中，30℃，150rpm下振蕩培養，72～96h後，將培養液放置，等鉻渣沉降後，培養液呈混濁態。取培養液5ml接入經過預處理的鉻渣加入量為20g/l的50ml培養液中，重複上述培養。每次培養結束後，均測定培養液中Cr(VI)含量，每種鉻渣加入量的每次培養均接兩瓶，培養後選擇效果好的一瓶轉接。逐步增加鉻渣加入量，從20g/l、30g/l、40g/l到50g/l，每種培養重複3～4次。馴化結束後，取培養液5ml接入50ml培養液中，30℃，150rpm下振蕩培養18h，取出，4℃保存。
(2)鉻渣直接生物解毒分別取混合菌液2毫升接入鉻渣加入量為30g/l、40g/l和50g/l的20ml液體培養基中，30℃、150rpm振蕩培養72h，鉻渣中的Cr(VI)去除率分別為80％、75％、72％，有較好的解毒效果。
上例中選用的培養基也可是與肉膏蛋白腖同性質的其他常用培養基。
權利要求
1.一種鉻渣直接生物解毒的方法，包括以下過程(1)解毒用菌種的馴化篩選取原料鉻渣在培養基中培養，取培養液轉接入兩個以上含相同鉻渣量的培養基中進行馴化，每種鉻渣含量重複培養3～4次，培養後選擇效果好的一瓶轉接，逐步增加鉻渣加入量，馴化結束後，確定馴化後的混合菌含有長杆、球狀和短杆三種菌株；(2)鉻渣直接生物解毒將馴化篩選獲得的菌種進行培養，所得到的混合菌液加入到含鉻渣的培養基中，進行搖床培養，使鉻渣中的Cr(VI)在較大的濃度差推動力作用下，不斷被溶液浸出和被微生物吸附或直接利用，鉻渣中的Cr(VI)被大量去除，直至達到要求為止。
2.根據權利要求1所述的鉻渣直接生物解毒的方法，其特徵在於步驟(2)中的搖床培養的條件為溫度25～35℃，pH＝6.5～7.5，搖床轉速150～200rpm。
3.根據權利要求1所述的鉻渣直接生物解毒的方法，其特徵在於原料鉻渣加入的培養基是肉膏蛋白腖培養基，培養條件為25～35℃，150～200rpm下振蕩培養，72～96h後，將培養液放置，等鉻渣沉降後，取呈混濁態培養液進行轉接培養。
全文摘要
本方法請求保護一種鉻渣直接生物解毒的方法，包括以下步驟(1)菌種馴化篩選取原料鉻渣在培養基中培養，取培養液轉接入兩個以上含相同鉻渣量的培養基中進行馴化，每種鉻渣含量重複培養3～4次，後選擇效果好的一瓶轉接，逐步增加鉻渣加入量。(2)鉻渣直接生物解毒將馴化篩選菌種進行培養所得到的混合菌液加入到含鉻渣的培養基中，在一定溫度下進行搖床培養一段時間，鉻渣中的Cr(VI)在較大的濃度差推動力作用下，不斷被溶液浸出和被微生物吸附或直接利用，經過一定處理時間後，鉻渣中的Cr(VI)就被大量去除。本方法從鉻渣中馴化篩選混合微生物，直接用於鉻渣解毒，解毒效果好，解毒過程能耗低，處理成本低，在實現鉻渣原地解毒和鉻汙染地區的生物修複方面具有很大應用前景。
文檔編號B09B3/00GK1759942SQ200510057370
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月8日 優先權日2005年11月8日
發明者全學軍, 譚懷琴, 胡勇 申請人:重慶工學院