铬渣的生物治理和资源化新技术的研究.pdfVIP

·1684· 中国环境保护优秀论文集(2005) 铬渣的生物治理与资源化新技术研究 柴立元龙腾发朱文杰李雄王庆伟盛灿文邓荣 (中南大学冶金科学与工程学院) 摘要本研究采用从铬渣堆埋场附近分离的菌样，经生物技术选育得到的无色杆菌属(Achromobacter sp)菌株，对铬渣进行微生物治理。结果表明：经该菌处理的铬渣滤液，其中的(NⅥ)可达排放标准， 液相中沉淀物的Cr(OH)3含量达32．8％，具有实际回收价值。将铬渣进行微生物柱浸，7d后液相中检测 不出Cr(VI)；废渣作浸出毒性检验，其中水溶性的Cr(VI)为3．3 n舭g，低于国家排放标准。 关键词 铬渣六价铬还原菌生物还原铬渣资源化 铬渣是铬盐及铁合金等行业在生产过程中排放的有毒废渣，铬渣中的Cr(VI)被列为对人体危 害最大的八种化学物质之一，是国际公认的三种致癌金属物之一，同时也是美国EPA公认的129 种重点污染物之一。2003年发生的两起铬污染事故：其一是重庆民丰农化有限公司堆放的铬渣给 重庆市民及三峡库区的用水环境造成的威胁【l~2】；其二是长沙铬盐厂对湘江水源造成的严重污染 【3】。诸如此类事故将铬污染的治理再次提升到一个迫切的高度。国外发达国家主要从改革铬盐生 产工艺出发，减少排渣量及渣中铬的残余量，或采用固化安全处置的方法填埋。而我国自1958 年开始生产铬盐，就不断探索铬渣的治理，概括起来就是干法焙烧还原和湿法还原解毒【4】，但其 治理效果均不甚理想。据不完全统计目前铬渣的存量已达400万吨之多，这些铬渣象毒瘤一样每 年仍以10万吨的数字增长，给人类生存的环境带来极大的威胁。寻求经济、高效、无二次污染的 铬渣治理方法已成环保工作者亟待解决的问题。本文在总结几十年来铬渣治理及综合利用研究的 基础上，从细菌冶金的角度，另辟蹊径，利用从自然界中分离的高效还原CrOCi)菌株对铬渣进行 微生物治理，旨在寻找价廉、实用、解毒彻底的铬渣治理方法。 一、实验方法 (一)实验原料 1．菌株的选育 从铬渣堆埋场附近取得菌样，经反复富集培养，平板纯化，高浓度Cr(VI)逐级驯化。同时进 色杆菌属(Achromobacter sp．)，暂将其命名为Ch．1菌。 2．铬渣的来源 铬渣样品取自长沙铬盐厂，其组成成分见表l。 表1铬渣的化学组成 (二)工艺流程 于粘附于铬渣上生存。我们采用图1工艺流程，先用水反复淋洗铬渣，使渣中绝大部分水溶性Cr(VI) 第五章环境污染防治技术研究与开发 ·1685· 释放出来，将培养好的细菌，一方面进行铬渣滤液的还原处理，一方面进行铬渣的解毒。 排放，回用 中的铬 图1微生物解毒铬渣的工艺流程 (三)实验装置 柱浸装置如图2示，设置高位槽，低位槽(含溢流口、排放口)、生化池，水泵。 (四)实验方法 1．实验过程 细菌还原Cr(VI)的实验：将培养至对数期的细菌 按菌废比1：10取菌液，经离心后倾去上清液，将菌体 移入含不同Cr(VI)浓度的铬渣滤液中进行还原实验。 细菌柱浸过程实验：在反应柱中先用细砂做填料， 然后装上不同粒径的铬渣，最上层再铺上细砂。装好 柱后，按液固比：2：1加入水，反复淋洗，使得大部 分的Cr(VI)得以淋溶出来，加入培养基后调节好pH范 围，按菌废比1：10接入细菌。7d后回收低位槽及生 化池中沉淀物中的Cr(OH)3． 2．分析方法 低浓度的Cr(VI)利用二苯碳酰二肼分光光度法进 行分孝斤【51，波长540nm：高浓度的Cr(VI)禾U用硫酸亚 铁铵容量法【6】滴定分析；铬渣渗滤液、培养液的pH值 利用酸度计进行测