含铀废水微生物处理方法研究.pdf

四川大学硕士学位论文含铀废水微生物处理方法研究姓名：柏云申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：冯易君20030512含铀废水微生物处理方法研究环境科学专业研究生柏云指导教师冯易君教授本文研究了少根根霉真菌处理含铀废水用静态法系统研究了反应时间、p H 、浓度、温度等因素对吸附反应的影响在2 5 C 、起始p H = 4 时，少根根霉对铀的饱和吸附容量可达1 6 2 ．3 m g ／g 于重N a O H 改性处理后少根根霉的吸附能力有较大提高，在2 5 ℃、起始p H = 4 时，其吸附量为2 1 6 ．5 m g ／g 干重：吸附反应的最佳p H范围为4 ～5 ，F e “、C u “、Z n “、C 0 3 及F 一等离子对吸附反应有不同程度的干扰，但K + 、N a + 、N H 4 + 、C I 一、N 0 3 等离子无干扰少根根霉可直接用于柱吸附，聚胺酯泡沫塑料可有效固定少根根霉菌丝体细胞碱改性后固定的细胞处理含铀废水，去除率达到9 8 ％N a 2 C O 、和N a H C O ，可定量解析被吸附的铀离子，洗脱率为9 4 ％少根根霉可以重复使用，吸附一解析次数达6 次时，仍能保持较高的吸附能力。

表面测试表明，细胞壁上的胺基一N H 2 和乙酰胺一N H C O C H 3 等官能团参与了与铀离子的络合反应，N a O H 改性后细胞发生收缩皱褶，暴露出更多的活性基团，使吸附能力增强本研究将聚胺酯泡沫塑料固定的少根根霉，用N a O H 改性处理后其吸附能力得到较大提高，对含铀废水有较好的吸附处理能力同时可以充分利用发酵工业产生的大量废弃菌丝体，达到以废治废的目的，吸附的铀离子通过洗脱而回收该项技术具有广阔的应用前景关键词：铀少根根霉生物吸附改性预处理S t u d yo nT h eB i o s o r p t i o no fU r a n i u m ·c o n t a i n i n gM a j o rE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e sP o s t g r a d u a t eB a iY u nD i r e c t o rF e n g Ⅶa nR h i z o p u sa r r h i z u sw a sc h o s e dt ot r e a tu r a n i u m —c o n t a i n i n gw a s t e w a t e ri nt h es t u d y ．As e r i e so ff a c t o r s ，s u c ha st h er e a c t i o nt i m e ，p H ，t e m p e r a t u r ea n dc o n c e n t r a t i o ne t c ，w h i c hm i g h ti n f l u e n c et h eb i o s o r p t i o n ，w e r es t u d i e ds y s t e m a t i c a l l y ．I t su r a n i u m - u p t a k i n gc a p a c i t yw a su pt o1 6 2 ．3 m g ／gd r yw e i g h t ( 2 5o C ，r e a c t i o nt i m e3 0 m i n u t e s ) w h e nt h ei n i t i a lp Hw a s4 ．T h ea d s o r p t i o nc a p a b i l i t i e sw e r ei m p r o v e dg r e a t l yb yt h ep r e —t r e a t m e n to fR h i z o p u sa _ r r h i z u sw i t hN a O H ．W h e nt h ei n i t i a lp Hw a s4a t2 5 ℃．t h eu r a n i u m —u p t a k i n gc a p a c i t yw a su pt o2 1 6 ．5 m g ／gd r yw e i g h t ．T h eo p t i u mp Hw a s4 —5 ．F e 3 + 、C u 2 + 、Z n 2 + 、c o 孑。

a n dF —c o u l da f f e c tu r a n i u ma d s o r p t i o nr e s p e c t i v e l y ，b u tK + 、N a + 、N I - h + 、C 1 N 0 3 h a dn oa f f e c tt ot h eu r a n i u ma d s o r p t i o n ．R h i z o p u sa r r h i z u sc o u l db eu s e di nc o l u m na d s o r p t i o nd i r e c t l y ，a n dt h ep o l y u r e t h a n ef o a mc o u l di m m o b i U z e dt h ec e i l se f f e c t i v e l y ．T h ea d s o r p t i o nr a t ec o u l db eu pt o9 8 ％u s i n gt h ei m m o b i l i z e dc e i l sb yp r e t r e a t i n gw i t hN a O H ．T h ea d s o r b e du r a n i u mc o u l db ee l u t e dq u a n t i t i v e l yw i t hN a 2 C 0 3a n dN a [ - - I C 0 3 ．T h ee l u t i o nr a t ew a su pt o9 4 ％．R h i z o p u sa r r h i z ' u sc o u l db eu s e dr e p e a t l y ．I te x h i b i t e dh i g h e r u p t a k ec a p a b i l i t i e sw h e nt h ea d s o r p t i o n —e l a t i o nc y c l e sw a su pt o6t i m e s ．T h es u r f a c ea n a l y s i so fR h i z o p u sa n “z u ss h o w e dt h a t—N H 2a n d—N H C O C H 3g r o u p si nc e l lw a l lr n i g h tc o m p l e xu r a n i l ni o ni nt h es o l u t i o n ．T h ec e l ls h r i n k e da f t e rp r e t r e a t m e n tw i t hN a O Ha n dt h e ne x p o s e dm o r ea c t i v e dg r o u p s ，w h i c h2r e s I l l t e di nt h ei n c r e a s eo ft h ea d s o r p t i o nc a p a c i t y ．T h ea d s o r p t i o nc a p a b i l i t i e so fR N z o p u sa l T h i z u si m p r o v e dh i g h e rw h e nu s e dt h ep o l y u r e t h a n ef o a mi m m o b i l i z e dc e l l sb yp r e t r e a t i n gw i t hN a O H ．I tw a sf o u n di d e a lr e s u l t sb yt r e a t i n gu r a n i u m - c o n t a i n i n gw a s t e w a t e r ．T h i sr e s e a r c hi sv a l u a b l ei nu r a n i u m - c o n t a i n i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n tf i e l d ．K e y w o r d s ：U r a I l i u mb i o s o r p t i o nR h i z o p u sa r r t t i z u sm o d i f i e dp r e —t r e m e n t3含铀废水微生物处理方法研究1 引言1 ．1 放射性废水的来源及危害”’21 ．1 ．1 放射性废水的来源随着全球原子能事业的迅速发展，产生的放射性废水的数量和种类越来越多，其来源也十分广泛，在原子能工业的各个主要生产环节以及放射性同位素的应用中都排放出大量的放射性废水。

如铀矿的开采和水冶废水、铀的精制和核燃料制造废水、反应堆运行废水、反应堆燃料的后处理废水、生产放射性同位素产生的废水以及使用放射性同位素的工厂和研究部门产生的废水等1 ．1 ．2 放射性废水的危害放射性废水对生态环境和人类健康危害极大，如果任其排放于环境中，就会造成极其严重的后果放射性废水对环境的污染主要是由其中所含的放射性核索引起的，它们对生物和人体会产生多种损伤和致病效应放射性废水中的放射性核素通过外辐照和内辐照两条途径对人体发生危害外辐照包括废水中的辐射体( 主要是1 和口射线) 直接对人体的辐照以及人在被放射性废水污染的水体中游泳或划船时受到的辐照废水中的放射性核素进人人体产生内辐照的途径有：饮用被放射性废水污染的水；食用被放射性废水污染的水体中的水生物；食用用放射性污染水灌溉的农作物等，即通过食物链丽进入人体放射性核素在水体和土壤中会转移到水生物、粮食、蔬菜等食物以及牲畜、家禽中并发生浓集放大作用，人通过食物链会将污染环境的放射性核素摄人体内，超过允许含量时，就会受到损伤和致病放射性废4含铀废水微生物处理方法研究水中含有的废弃放射性核素通过自身的衰变而放射出仅、p 和1 射线，这些射线在较大的辐照剂量下对人体的组织和器官有危害作用，如能导致脱发，皮肤起红斑，自血球、红血球或血小板减少，白血病，白内障，影响生殖机能，癌症等；在大剂量照射下能使人死亡。

如在核 燃料再加工中产生的高水平放射性废液，只要从贮存设备中漏失极少量，人不慎短时阃接触，就会受到严重的辐射损伤甚至死亡意大利有两个村庄在l957 ～1965 年期间胃癌和肠癌患者显著增加，经调查发现是由于起用了一口新井，井水的放射性高达4 4 0 0 微居里，升，而老井水的放射性仅为8 0 微居里／升1 ．2 放射性废水的传统处理方法”‘3处理放射性废水与处理普通工业废水的一个根本区别在于后者的一些化学毒性如酚、氰、有机磷等能够用物理、化学或生物学等处理方法将其分解破坏，而放射性核素用这些方法却不簏被破坏，即不能改变其衰变辐射的固有特性，只能靠其自然衰变来降低以致消失其放射性因此，放射性废水的处理，从本质而言无非是贮存与扩散两种方式，即用适当的方法处理以后将大部分的放射性转移到小体积的浓缩废物中并加以贮藏，而使大体积废水中剩余的放射性小于最大允许浓度以将其排放于环境中进行稀释和扩散在放射陛废水的处理方面，国内外进行了许多试验研究与生产实践，几乎尝试使用了水处理领域中所有的处理方法与技术，以物理、化学方法为主，主要有以下几类处理方法1 ．2 ．1 化学沉淀法多数。