研究报告
曾涛涛,张诗琦,胡青,蔡萍莉,刘迎九,王爱杰.酸性含硒含镉废水低温生物强化处理技术研究[J].环境科学学报,2019,39(10):3340-3349
酸性含硒含镉废水低温生物强化处理技术研究
- Bioaugmentation treatment of selenite and cadmium-containing acidic wastewater at low temperature
- 基金项目：湖南省自然科学基金青年基金（No.2019JJ50507）；中科院环境生物技术重点实验室开放课题（No.kf2018001）；南华大学留学归国人员科研启动经费（No.2018XQD25）；湖南省研究生科研创新项目（No.CX2018B605）
- 作者
- 单位
- 曾涛涛
- 1. 南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室, 衡阳 421001;2. 哈尔滨工业大学, 城市水资源与水环境国家重点实验室, 哈尔滨 150090;3. 中国科学院生态环境研究中心, 中国科学院环境生物技术重点实验室, 北京 100085
- 张诗琦
- 南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室, 衡阳 421001
- 胡青
- 南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室, 衡阳 421001
- 蔡萍莉
- 南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室, 衡阳 421001
- 刘迎九
- 南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室, 衡阳 421001
- 王爱杰
- 1. 哈尔滨工业大学, 城市水资源与水环境国家重点实验室, 哈尔滨 150090;2. 中国科学院生态环境研究中心, 中国科学院环境生物技术重点实验室, 北京 100085
- 摘要：本研究将枯草芽孢杆菌接种于活性污泥中，系统考察了酸性含硒含镉废水的低温生物强化处理效果.研究发现，活性污泥联合枯草芽孢杆菌对硒、镉的去除效率（Se：94.9%，Cd：99.1%）高于单一枯草芽孢杆菌（B菌）、混合枯草芽孢杆菌及活性污泥.影响因素试验结果表明，在20℃、pH 4.0、甲醇为碳源时生物强化硒、镉去除效率较高.利用SBR反应器处理酸性（pH 4.0）含硒（3.7~10.0 mg·L-1）含镉（5.0~11.2 mg·L-1）废水，在低温（8.0~10.8℃）条件下运行80个周期，硒、镉和COD的平均去除率分别为97.4%、90.7%和95.0%.红外光谱分析表明，酰胺基、芳香族C—H伸缩健在硒、镉去除中起到主要作用.透射电镜与能谱分析证实了生物强化污泥对硒、镉去除之后形成纳米颗粒物.通过高通量测序分析微生物群落结构，发现生物强化污泥中富集了Pseudomonas（假单胞菌属）、Dechloromonas（脱氯单胞菌）等典型硒还原菌.
- Abstract：The present study investigated selenite and cadmium (Cd) removal efficiency from synthetic acid wastewater by using a sequencing batch reactor (SBR), which was inoculated with bioaugmentation sludge (active sludge associated with Bacillus subtilis). Pre-experiment results showed that better selenite and Cd removal efficiencies (94.9% and 99.1%) were obtained by bioaugmentation sludge than that of sole Bacillus subtilis, mixed Bacillus subtilis and activated sludge. An optimum selenite and Cd removal performance was available at 20℃, pH 4 and methanol as carbon source. The SBR was operated with wastewater containing selenite at 3.7~10.0 mg·L-1 and Cd at 5.0~11.2 mg·L-1 for four phases with total 80 cycles at low temperature (8.0~10.8℃). The average removal efficiencies of total selenium, Cd and chemical oxygen demand (COD) were 97.4%, 90.7% and 95.0%, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) results show amide group and aromatic C-H stretching played important roles in total selenium and Cd removal. Transmission electron microscope (TEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) results confirmed biological nanoparticles formation after selenite and Cd removal by bioaugmentation. Microbial community analysis result indicates Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes were the dominant phylum. While Pseudomonas and Dechloromonas were typical selenite reducing bacteria.
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