专利名称：一种含镉沉渣中镉的土著微生物浸出方法
技术领域：
本发明涉及含镉沉渣中重金属的微生物浸出领域，特别涉及镉的微生物浸出。
背景技术：
随着冶金业的逐渐发展，冶炼行业废水处理技术越来越先进，重金属废水回用率逐渐提高，但伴随而来的是含重金属的沉渣处理问题。我国长期以来已堆存大量的重金属沉渣，且随着冶炼业的发展重金属沉渣量将逐渐增加。冶炼污水处理后沉渣中重金属含量较高但难以实现冶炼回收，对周围环境具有潜在的危害，易造成重金属污染事件。为解决冶炼企业废水处理后沉渣中重金属元素对环境可能造成的危害，部分专家学者对去除沉渣中的重金属的方法进行了大量的研究。包括离子交换、氯化、电化学、化学淋滤、生物淋滤等，其中化学淋滤是目前采取得最广泛的形式。但化学方法存在处理成本高的缺陷，且投入的药剂很大一部分仍残留在沉渣中，对沉渣的副作用较大。近年来起源于微生物湿法冶金的生物淋滤法因耗酸极少、运行成本低、重金属去除效率高、实用性强等优点而越来越受到关注。微生物浸出含镉沉渣中镉主要是通过培养基的加入激活沉渣中对金属镉具有抗性的微生物，使其生长繁殖，并与镉进行物理化学作用使非水溶态镉转化为水溶态镉，实现沉渣中镉的资源化。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种含镉沉渣中镉的土著微生物浸出方法，该方法通过具有转化非水溶态镉为水溶态镉功能的微生物处理含镉沉渣，操作简单易行，成本低，是一种环保处理方法。本发明的技术方案是采用含有能转化Cd形态的土著微生物的治炼沉渣，向沉渣中加入浸出培养基，激活沉渣中土著微生物，使其繁殖并浸出沉渣中镉。所述浸出培养基为(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。浸出培养基加入到沉渣中添加量为固液质量体积比g mL为6 8 100，调节浸出体系pH为3. 0，浸出体系的温度为30°C的培养3-4天。发明人采集株洲冶炼集团污水处理后沉渣堆场中沉渣，经生物显微镜检测到，该沉渣中具有能转化Cd形态的土著微生物，培养基的加入激活该微生物，使其大量繁殖，可浸出沉渣中重金属Cd。本发明的方法详细技术方案包括以下步骤(1)将采集的沉渣自然风干，球磨、过0. Imm筛后于80°C烘干；(2)配置培养基(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 调节 pH 值为 1. 8 2. 0 ；(3)向含镉沉渣中直接添加上述培养基，培养基添加量为固液质量体积比(g mL)为7 100，调节体系pH为3.0，放置于30°C的培养箱中培养3-4天，沉渣中镉含量经检测降低89%。本发明直接向含镉沉渣中添加培养基进行土著微生物浸出，提出的土著微生物浸出含镉沉渣中镉的方法具有如下优点与传统方法的物理化学修复方法相比，含镉沉渣中镉浸出成本较低，且不产生二次污染，是一种环境友好型修复方法。本发明通过直接添加培养基于沉渣中，采用土著微生物浸出沉渣中镉，操作简单易行，而且浸出率高，4天之内，沉渣中镉浸出率高达89%，浸出后沉渣经浸出毒性鉴别属一般固废。且在环境安全性、操作方便性以及应用成本方面具有其他生物修复方法不可比拟的优越性。
图1 培养基加入后浸出液中土著微生物2 土著微生物对沉渣中镉浸出效果3 浸出过程沉渣颜色变化图4 浸出前后沉渣中镉的各形态含量变化
具体实施例方式实施例1 含镉沉渣中镉的土著微生物浸出实验步骤1 将株洲冶炼集团沉渣堆场采集的含镉沉渣自然风干，球磨、过0. Imm筛后于80°C烘干，取7g渣样放入150ml锥形瓶内，另取7g渣样放入150ml锥形瓶内进行灭菌作为参照。步骤2 配置培养基，培养基成分为(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 调节pH值为1. 8 2. 0。步骤3 向锥形瓶内分别加入IOOml步骤2所配培养基，调节体系pH值为3. 0，并以水和稀硫酸代替培养基作为参照，放入恒温振荡箱内培养浸出，浸出后取浸出液在显微镜下观察浸出液微生物形态，检测浸出液中镉含量并计算浸出率。浸出4d后，浸出液中含大量微生物(见附图1)，水和稀酸作为培养基沉渣中镉浸出率很低，分别只有2. 19%和8. 83% ；灭菌沉渣中镉浸出率也只有27%，而未灭菌沉渣中镉浸出率高达89% (见附图2)。实施例2 浸出过程沉渣特征分析按实例1浸出沉渣中镉，观察浸出过程沉渣颜色变化。取浸出1天、3天和5天后的余渣，采用超纯水和PH为3的酸液分别淋洗两次，在80°C下烘干、过筛，分析浸出5d后余渣中镉各形态含量。浸出过程中渣样颜色发生明显变化，原渣样颜色呈灰色，经过24h浸出后，渣样颜色由灰色逐渐变红，经过120h浸出后，渣样呈砖红色(见附图幻。浸出后余渣中酸可提取态镉、可还原态镉、可氧化态镉及残渣态镉含量都有显著的降低，分别由原渣中的1560mg/kg、 740mg/kg、840mg/kg、1390mg/kg 降低至浸出后的 80mg/kg、130mg/kg、150mg/kg 和 370mg/ kg(见附图4)。
权利要求
1.一种含镉沉渣中镉的土著微生物浸出方法，其特征在于，采用含有能转化Cd形态的土著微生物的治炼沉渣，向沉渣中加入浸出培养基，激活沉渣中土著微生物，使其繁殖并浸出沉渣中镉。
2.如权利要求1所述的微生物浸出方法，其特征在于所述浸出培养基为(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.如权利要求1或2所述的微生物浸出方法，其特征在于浸培养基加入到沉渣中添加量为固液质量体积比g mL为6 8 100，
4.如权利要求3所述的微生物浸出方法，其特征在于调节浸出体系pH为3.0，浸出体系的温度为30°C的培养3-4天。
全文摘要
本发明涉及含镉沉渣中镉的土著微生物浸出。利用(NH4)2SO4、KCl、K2HPO4、MgSO4·7H2O、Ca(NO3)2和FeSO4·7H2O作为培养基，激活含镉沉渣中土著微生物，使其大量繁殖并浸出沉渣中镉。浸出后浸出液中含大量土著微生物，镉浸出率达89％，浸出过程沉渣颜色逐渐变至砖红色，沉渣中酸可提取态、可还原态、可氧化态及残渣态镉含量都有显著降低。浸出后余渣可作为一般固废处理。
文档编号C22B17/00GK102337400SQ20101023028
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者向仁军, 成应向, 李小娇, 李瑾, 王强强, 许友泽 申请人:向仁军, 成应向, 许友泽