一株硫酸盐还原菌及其用于回收锌冶炼废水中有价金属的工艺制造技术

技术编号:18414039 阅读:30 留言:0更新日期:2018-07-11 07:07
本发明专利技术提供了一株硫酸盐还原菌,该菌株的分类学命名为Clostridium sartagoforme GRINMds1,保藏单位为:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏日期:2016年12月20日,保藏编号:CGMCC No.13369。该菌株具有耐氯、耐锌离子能力,可实现锌冶炼废水的高效处理和有价金属回收,从而实现重金属污染治理。可用于高氯高锌尾矿库的硫酸盐还原修复,极具市场发展前景。

A sulfate reducing bacteria and its application in recovering valuable metals from Zinc Smelting Wastewater

The invention provides a strain of sulfate reducing bacteria. The taxonomy of the strain is named Clostridium sartagoforme GRINMds1. The preservation unit is the general microorganism center of the Chinese microbe preservation management committee, the address is No. 3, No. 1, Beichen West Road, Beichen, China, the Institute of Microbiology of the Chinese Academy of Sciences, and the preservation day Period: December 20, 2016, preservation number: CGMCC No.13369. The strain has the ability to resist chlorine and zinc ions, and can realize efficient treatment of Zinc Smelting Wastewater and recovery of valuable metals, so as to realize heavy metal pollution control. It can be used for sulfate reduction of high chlorine and high zinc tailings reservoir, and has great market prospects.

【技术实现步骤摘要】
一株硫酸盐还原菌及其用于回收锌冶炼废水中有价金属的工艺
本专利技术属于应用微生物学科领域,涉及一株硫酸盐还原能力的菌株,该菌株具有耐氯、耐锌离子能力,及其用于回收锌冶炼废水中有价金属的工艺。
技术介绍
我国冶炼重金属废水目前往往采用石灰中和法进行处理,产生大量的中和废渣,处理成本高且易产生二次污染。采用硫酸盐还原菌对该类废水处理具有较大应用前景,可回收废水中的有价金属以冲抵运营成本。然而,现有硫酸盐还原菌在厌氧发酵以还原硫酸根的生物过程对氯离子及重金属离子如锌离子浓度等较为敏感,硫酸盐还原率低,限制了这一生物水处理工艺在锌冶炼废水处理中的应用。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一株硫酸盐还原菌,该菌可在高氯离子浓度和高锌离子浓度存在下,高效地还原硫酸盐。本专利技术的第二个目的是提供一种回收冶炼废水中有价金属的工艺,采用该工艺,可降低50%的处理成本,去除锌、铅、砷、镉、铜等重金属离子,稳定保证出水中污染物浓度低于国家标准的要求。为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:本专利技术提供一种硫酸盐还原菌,该菌的分类命名为ClostridiumsartagoformeGRINMds1,保藏单位为:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏日期:2016年12月20日,保藏编号:CGMCCNo.13369。本专利技术的硫酸盐还原菌(Clostridiumsartagoforme)GRINMds1菌落特征为:在固体培养基上35℃生长较快,3天后菌落直径为3mm,菌落呈规则圆形,质地致密。本专利技术所用提取细菌的样品来自于广西某矿产周边的河流底泥,经筛选分离后,得到一株耐氯、耐锌离子的硫酸盐还原菌株,编号为40#菌株。经过形态学鉴定、菌株的16SrDNA序列鉴定,将其鉴定命名为ClostridiumsartagoformeGRINMds1菌株,经检测该菌株具有较好的硫酸盐还原能力。本专利技术还提供一种放大培养上述的硫酸盐还原菌的培养基,该培养基配方为:该培养基的制备方法为:基础培养基:1.0g/L氯化铵,2.0g/L硫酸钠,1.0g/L硫酸锌,2.0g/L七水硫酸镁,0.5g/L磷酸二氢钾,0.1g/L氯化钙,3.0g/L蛋白胨,2.8mL/L乳酸钠,pH7.0~7.5,121℃灭菌20min冷却备用;硫酸亚铁铵母液:10g/L硫酸亚铁铵,0.1g/L抗环血酸,4g/LL-半胱氨酸盐酸盐,过滤灭菌;将基础培养基和硫酸亚铁铵母液按照体积比20:1的比例混合均匀。本专利技术还提供一种回收锌冶炼废水中有价金属的工艺,包括以下步骤:1)将锌冶炼废水调pH中和至pH5.0-6.0;2)在生物反应器内接种使用权利要求2所述培养基培养的权利要求1所述硫酸盐还原菌,菌浓度108个/mL,接种体积为生物反应器体积的1%,然后将碳源通入生物反应器;3)使步骤1)经中和的锌冶炼废水依照顺序进入接触反应器进行选择性沉淀得到重金属沉淀物和上清液,重金属沉淀物作为原料进入锌选冶系统,上清液进入生物反应器,并在接触反应器和生物反应器之间设置管道进行回流;4)将生物反应器流出废水通入好氧反应器进行反应,反应液排放或回用,反应产生的污泥浓缩后返回生物反应器作为碳源。优选地,步骤1)步骤为:将锌冶炼废水流入中和反应器,加入石灰乳调节pH,充分搅拌后静置,得到沉渣和上清液,沉渣经过压滤后,得到滤渣和滤液,将上清液和滤液合并即为经中和的锌冶炼废水。优选地,步骤2)中所述碳源的终浓度为:甘油9%,乳酸钠7%。优选地,步骤3)中所述接触反应器的pH为5.0-6.0。优选地,步骤3)中所述接触反应器的HRT为2-3h。优选地,所述生物反应器为升流式厌氧污泥床反应器,内部填充玻璃微珠,玻璃微珠直径为1~2mm,堆积密度为270±30kg/m3,填充率为20%。优选地,所述生物反应器的HRT为14-18h,生物反应器内温度为28~35℃。优选地,所述好氧反应器的HRT为2-6h。HRT为水力停留时间,指待处理污水在反应器内的平均停留时间。本专利技术的优点在于:1.采用的硫酸盐还原菌在弱酸性pH(pH5.0-6.0)下,存在高浓度氯离子和锌离子的情况下,具有硫酸盐还原活性,提高废水处理的适应性。2.本专利技术提供的工艺采用分相的设计,减少金属离子对生物反应器内微生物的抑制;同时由于生物反应器内微生物生长环境维持在pH6-7,使得硫酸盐还原率上升至80%以上。3.生物反应器采用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器,能够实现泥水的快速分离,回流仅回流液体,而污泥微生物不会被回流;通过回流使得生物反应器内产生的S2-离子能够实时的回到前面的选择性沉淀池,减少S2-离子对生物反应器内微生物的抑制。4.生物硫酸盐还原过程产碱耗酸,产生的碱度可用于提升选择性沉淀池的pH值,通过pH在线探头及水泵可以实现选择性沉淀池内pH的控制并进而实现有价重金属的选择性沉淀。5.后置的好氧反应池可以充分利用出水中残余的碳源产生污泥,同时使出水达标;产生的污泥浓缩后可以回流生物反应器做碳源,减少碳源的消耗量。本专利技术的有益效果在于:本专利技术提供一种硫酸盐还原菌及使用该菌的回收锌冶炼废水中有价金属的工艺,采用回流来控制接触反应器选择性沉淀回收有价金属,本专利技术提供的工艺可以比常规工艺成本降低30-50%。附图说明图1为本专利技术所提供硫酸盐还原菌菌种的扫描电镜图。图2为本专利技术提供的回收锌冶炼废水中有价金属的工艺的工艺流程框图。具体实施方式本专利技术包括耐受高浓度重金属离子的有机物降解菌株的富集分离、筛选纯化、降解能力检测以及鉴定,具体说明如下:本专利技术所用的硫酸盐还原菌,该菌的分类学命名为ClostridiumsartagoformeGRINMds1,保藏单位为:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏日期:2016年12月20日,保藏编号:CGMCCNo.13369。实施例1硫酸盐还原菌的富集分离及纯化(1)培养基基础固体培养基:1.0g/L氯化铵,2.0g/L硫酸钠,1.0g/L硫酸锌,2.0g/L七水硫酸镁,0.5g/L磷酸二氢钾,0.1g/L氯化钙,3.0g/L蛋白胨,2.8mL/L乳酸钠,琼脂粉20g,pH7.4~7.6。基础液体培养基:1.0g/L氯化铵,2.0g/L硫酸钠,1.0g/L硫酸锌,2.0g/L七水硫酸镁,0.5g/L磷酸二氢钾,0.1g/L氯化钙,3.0g/L蛋白胨,2.8mL/L乳酸钠,pH7.0~7.5。上述基础培养基分别在高压灭菌锅中121℃灭菌20min冷却备用。另配制硫酸亚铁铵母液:10g/L硫酸亚铁铵,0.1g/L抗环血酸,4g/LL-半胱氨酸盐酸盐,过滤灭菌后每100mL基础培养基加入5mL该硫酸亚铁铵母液,制成固体培养基和液体培养基。(2)样品采集及准备本试验所用分离细菌的样品来自于广西某地的尾矿样品,在尾矿库表层下10~20cm处取1kg尾矿样品装入无菌封口袋种,在24h内通过冷链运输将样品带回实验室并放置于4℃冰箱保存备用。(3)硫酸盐还原菌株的富集培养准确称量20g的尾矿样品放入装有100mL液体培养基的250mL锥形瓶,用磁力搅拌器以300r/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株硫酸盐还原菌,其特征在于,该菌的分类学命名为Clostridium sartagoforme GRINMds1,保藏单位为:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏日期:2016年12月20日,保藏编号:CGMCC No.13369。

【技术特征摘要】
1.一株硫酸盐还原菌,其特征在于,该菌的分类学命名为ClostridiumsartagoformeGRINMds1,保藏单位为:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏日期:2016年12月20日,保藏编号:CGMCCNo.13369。2.一种用于放大培养如权利要求1所述的硫酸盐还原菌的培养基,其特征在于,该培养基的制备方法为:基础培养基:1.0g/L氯化铵,2.0g/L硫酸钠,1.0g/L硫酸锌,2.0g/L七水硫酸镁,0.5g/L磷酸二氢钾,0.1g/L氯化钙,3.0g/L蛋白胨,2.8mL/L乳酸钠,pH7.0~7.5,121℃灭菌20min冷却备用;硫酸亚铁铵母液:10g/L硫酸亚铁铵,0.1g/L抗环血酸,4g/LL-半胱氨酸盐酸盐,过滤灭菌;将基础培养基和硫酸亚铁铵母液按照体积比20:1的比例混合均匀。3.一种回收锌冶炼废水中有价金属的工艺,其特征在于,包括以下步骤:1)将锌冶炼废水调pH中和至pH5.0-6.0;2)在生物反应器内接种使用权利要求2所述培养基培养的权利要求1所述硫酸盐还原菌,菌浓度108个/mL,接种体积为生物反应器体积的1%,然后将碳源通入生物反应器;3)使步骤1)经中和的锌冶炼废水依照顺序进入接触反应器进行选择性沉淀得到重金属沉淀物和上清液,重金属沉淀物作为原料进入锌选...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘兴宇谷启源张明江温建康
申请(专利权)人:北京有色金属研究总院
类型:发明
国别省市:北京,11

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