專利名稱：一種含鎘沉渣中鎘的土著微生物浸出方法
技術領域：
本發明涉及含鎘沉渣中重金屬的微生物浸出領域，特別涉及鎘的微生物浸出。
背景技術：
隨著冶金業的逐漸發展，冶煉行業廢水處理技術越來越先進，重金屬廢水回用率逐漸提高，但伴隨而來的是含重金屬的沉渣處理問題。我國長期以來已堆存大量的重金屬沉渣，且隨著冶煉業的發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現冶煉回收，對周圍環境具有潛在的危害，易造成重金屬污染事件。為解決冶煉企業廢水處理后沉渣中重金屬元素對環境可能造成的危害，部分專家學者對去除沉渣中的重金屬的方法進行了大量的研究。包括離子交換、氯化、電化學、化學淋濾、生物淋濾等，其中化學淋濾是目前采取得最廣泛的形式。但化學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、運行成本低、重金屬去除效率高、實用性強等優點而越來越受到關注。微生物浸出含鎘沉渣中鎘主要是通過培養基的加入激活沉渣中對金屬鎘具有抗性的微生物，使其生長繁殖，并與鎘進行物理化學作用使非水溶態鎘轉化為水溶態鎘，實現沉渣中鎘的資源化。
發明內容
本發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，該方法通過具有轉化非水溶態鎘為水溶態鎘功能的微生物處理含鎘沉渣，操作簡單易行，成本低，是一種環保處理方法。本發明的技術方案是采用含有能轉化Cd形態的土著微生物的治煉沉渣，向沉渣中加入浸出培養基，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。浸出培養基加入到沉渣中添加量為固液質量體積比g mL為6 8 100，調節浸出體系pH為3. 0，浸出體系的溫度為30°C的培養3-4天。發明人采集株洲冶煉集團污水處理后沉渣堆場中沉渣，經生物顯微鏡檢測到，該沉渣中具有能轉化Cd形態的土著微生物，培養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。本發明的方法詳細技術方案包括以下步驟(1)將采集的沉渣自然風干，球磨、過0. Imm篩后于80°C烘干；(2)配置培養基(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 調節 pH 值為 1. 8 2. 0 ；(3)向含鎘沉渣中直接添加上述培養基，培養基添加量為固液質量體積比(g mL)為7 100，調節體系pH為3.0，放置于30°C的培養箱中培養3-4天，沉渣中鎘含量經檢測降低89%。本發明直接向含鎘沉渣中添加培養基進行土著微生物浸出，提出的土著微生物浸出含鎘沉渣中鎘的方法具有如下優點與傳統方法的物理化學修復方法相比，含鎘沉渣中鎘浸出成本較低，且不產生二次污染，是一種環境友好型修復方法。本發明通過直接添加培養基于沉渣中，采用土著微生物浸出沉渣中鎘，操作簡單易行，而且浸出率高，4天之內，沉渣中鎘浸出率高達89%，浸出后沉渣經浸出毒性鑒別屬一般固廢。且在環境安全性、操作方便性以及應用成本方面具有其他生物修復方法不可比擬的優越性。
圖1 培養基加入后浸出液中土著微生物2 土著微生物對沉渣中鎘浸出效果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含量變化
具體實施例方式實施例1 含鎘沉渣中鎘的土著微生物浸出實驗步驟1 將株洲冶煉集團沉渣堆場采集的含鎘沉渣自然風干，球磨、過0. Imm篩后于80°C烘干，取7g渣樣放入150ml錐形瓶內，另取7g渣樣放入150ml錐形瓶內進行滅菌作為參照。步驟2 配置培養基，培養基成分為(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 調節pH值為1. 8 2. 0。步驟3 向錐形瓶內分別加入IOOml步驟2所配培養基，調節體系pH值為3. 0，并以水和稀硫酸代替培養基作為參照，放入恒溫振蕩箱內培養浸出，浸出后取浸出液在顯微鏡下觀察浸出液微生物形態，檢測浸出液中鎘含量并計算浸出率。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89% (見附圖2)。實施例2 浸出過程沉渣特征分析按實例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后余渣中鎘各形態含量。浸出過程中渣樣顏色發生明顯變化，原渣樣顏色呈灰色，經過24h浸出后，渣樣顏色由灰色逐漸變紅，經過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鎘、可還原態鎘、可氧化態鎘及殘渣態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，采用含有能轉化Cd形態的土著微生物的治煉沉渣，向沉渣中加入浸出培養基，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，FeSO4 · 7Η2044· 5 45. Og · Γ1。
3.如權利要求1或2所述的微生物浸出方法，其特征在于浸培養基加入到沉渣中添加量為固液質量體積比g mL為6 8 100，
4.如權利要求3所述的微生物浸出方法，其特征在于調節浸出體系pH為3.0，浸出體系的溫度為30°C的培養3-4天。
全文摘要
本發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89％，浸出過程沉渣顏色逐漸變至磚紅色，沉渣中酸可提取態、可還原態、可氧化態及殘渣態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C22B17/00GK102337400SQ20101023028
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者向仁軍, 成應向, 李小嬌, 李瑾, 王強強, 許友澤 申請人:向仁軍, 成應向, 許友澤