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氧化亚铁硫杆菌脱除SO₂的实验研究

作　者: 刘晓伟
导　师: 张承中
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 环境科学
关键词: SO2 氧化亚铁硫杆菌重金属离子生长活性生物滴滤塔脱硫效率
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文采用微生物法进行SO₂气体脱除的实验研究，开展氧化亚铁硫杆菌菌种培养、鉴定及生长特性研究，重金属离子对菌种生长活性的影响，活性炭为填料的生物滴滤塔去除SO₂气体操作条件的分析研究。实验所用菌种为实验室保留的从污泥和土壤中筛选出来的菌种，经进一步纯化及生物学鉴定后确定为氧化亚铁硫杆菌。菌种的生长周期约为32小时左右，在20小时左右达到对数生长期，Fe²⁺氧化率较高。氧化亚铁硫杆菌在28小时左右可将Fe²⁺氧化到最小。菌种生长过程中pH值开始逐渐增加随后逐渐降低，在16小时左右达到最大值2.46，最后稳定在1.8～1.9左右。菌种生长过程中，随着Fe3+的增加，Fe3+/Fe²⁺增大，Eh值随着时间的增加逐渐增大，实验结果符合能斯特方程。菌种生长过程中所产生的黄钾铁矾沉淀对于菌种的生长并没有明显的影响，并且处于饥饿状态下的氧化亚铁硫杆菌可以吸附在黄钾铁矾沉淀上，利用沉淀中的部分元素来补充自身所需的离子而生长。重金属离子对氧化亚铁硫杆菌的活性影响实验结果表明：在菌种短期培养过程中， Mn²⁺浓度为0.4mg/L².0mg/L时对于菌种的生长有一定的促进作用，Cu²⁺浓度为0.4mg/L².0mg/L、 Pb²⁺浓度为0.2mg/L¹.0mg/L、 Hg²⁺浓度为0.01mg/L⁰.05mg/L时对菌种的生长均有不同程度的抑制作用，在四种重金属离子中Hg²⁺对菌种生长的抑制作用最为明显。生物滴滤塔填料挂膜采用塔内挂膜和塔外挂膜相结合的方法。滴滤塔运行过程中，当温度为25³0℃，SO₂气体入口质量浓度小于1740mg/m³、喷淋量在0.9L/h左右、气体停留时间80s左右、Fe²⁺浓度≥2.6g/L时，去除效率达90%左右。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-21
  1.1 二氧化硫来源及其危害  9-10
    1.1.1 二氧化硫的来源  9-10
    1.1.2 二氧化硫的危害  10
  1.2 常用的二氧化硫控制方法  10-12
    1.2.1 湿法脱硫技术  11
    1.2.2 半干法脱硫技术  11-12
    1.2.3 干法脱硫技术  12
  1.3 微生物脱硫技术及工艺  12-18
    1.3.1 微生物脱硫技术  13-14
    1.3.2 脱硫菌种的研究现状  14-17
    1.3.3 微生物脱硫工艺的研究  17-18
  1.4 课题研究背景  18-19
  1.5 课题研究内容和技术路线  19-21
    1.5.1 研究内容  19
    1.5.2 研究技术路线  19-21
2 氧化亚铁硫杆菌的提纯鉴定及生长特性研究  21-34
  2.1 实验目的和内容  21
  2.2 实验材料和设备  21-23
    2.2.1 主要实验仪器  21-22
    2.2.2 主要药品与试剂  22
    2.2.3 菌源  22-23
    2.2.4 培养基  23
  2.3 实验方法  23-25
    2.3.1 细菌生长曲线及特性指标测定方法  23-24
    2.3.2 菌种提纯及初步鉴定方法  24
    2.3.3 测定方法  24-25
  2.4 结果讨论  25-33
    2.4.1 菌种的生物形态  25-26
    2.4.2 氧化亚铁硫杆菌脱硫能力的测定  26-27
    2.4.3 氧化亚铁硫杆菌生长曲线及 Fe~(2+)氧化率的测定  27-28
    2.4.4 氧化亚铁硫杆菌生长过程中 pH 值变化曲线  28-29
    2.4.5 氧化亚铁硫杆菌生长过程中 Eh 的变化曲线  29-30
    2.4.6 氧化亚铁硫杆菌固氮作用分析  30-31
    2.4.7 氧化亚铁硫杆菌生长过程中黄钾铁矾对其生长的影响  31-33
  2.5 本章小结  33-34
3 重金属离子对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响  34-42
  3.1 实验目的和内容  34
  3.2 实验方法  34-35
    3.2.1 测定方法  34
    3.2.2 培养方法  34-35
  3.3 结果与讨论  35-41
    3.3.1 Mn~(2+)对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响  35-37
    3.3.2 Cu~(2+)对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响  37-38
    3.3.3 Pb~(2+)对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响  38-39
    3.3.4 Hg~(2+)对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响  39-41
  3.4 本章小结  41-42
4 滴滤塔挂膜及脱除SO_2实验研究  42-53
  4.1 实验目的和内容  42
  4.2 实验装置及方法  42-44
    4.2.1 实验装置  42-43
    4.2.2 填料选择  43
    4.2.3 挂膜方法  43-44
    4.2.4 测定方法  44
  4.3 活性炭挂膜结果分析  44-47
    4.3.1 塔外挂膜  44-45
    4.3.2 塔内挂膜  45-47
  4.4 生物滴滤塔脱除 SO_2系统运行的实验研究  47-52
    4.4.1 进气浓度对去除效率的影响  47-48
    4.4.2 喷淋量对去除率的影响  48-49
    4.4.3 气体停留时间对去除率的影响  49-50
    4.4.4 循环液中 Fe~(2+)浓度对 SO_2去除率的影响  50-51
    4.4.5 填料层高度和生物量关系分析  51-52
  4.5 本章小结  52-53
5 结论及建议  53-55
  5.1 结论  53-54
  5.2 建议  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-61
在攻读硕士学位期间发表论文与奖励  61

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