Fe^0生物铁法中铁的微生物腐蚀机理研究进展
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关于微电解国内外研究现状及发展动态分析微电解( micro-electrolysis) 技术, 又称为铁炭法、铁屑法、内电解、铁还原等技术,是被广泛研究与应用的一种废水处理方法。
它主要是基于金属腐蚀溶解的电化学原理,依靠在废水中形成微电池的电极反应而使废水净化。
该工艺以废铁屑为原料,无需消耗电力资源, 具有“以废治废”的意义。
其电解材料一般采用铸铁屑与惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤)等,也有也有采用铝-炭、铁-铜等其他组合来加强处理效果。
苏联学者于20世纪70 年代初首次将其应用于处理印染废水,由于此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点,是真正的环境友好型技术。
随后在世界范围内引起了广泛的关注。
该法于20 世纪80 年代引入我国,目前已成功地应用于染料、印染、重金属、化工、制药、油分等废水的预处理,在当时是水处理领域里的非常热门的课题。
随着我国经济的高速发展,工业废水的排放量日益增加,工业废水的特点是水质和水量因生产工艺和生产方式的不同而差别很大,成分复杂,可生化性差,COD、盐分和有毒物含量高,污染物的存在形态在不同的废水中各不相同等。
为了满足国家排放标准,减少环境污染,研究者们又在铁碳微电解的基础上进行研究改进,随后出现了多元微电解体系以及微电解结合废水处理的其他技术方法,联合应用于各类废水的治理中。
目前,研究较多的有混凝沉淀联合微电解法、Fenton联合微电解法、生物降解联合微电解法等。
一、微电解分类微电解反应体系按投加填料种类的不同可分为一元、二元及三元(或以上)等体系。
其中,铁屑还原法是常用的一元微电解体系,又称为零价铁法(Fe0)。
铁屑主要由纯铁(Fe)和碳化铁(Fe3C)组成,其中Fe3C 以极细小的颗粒分散在铁屑内,由于两者间存在明显的氧化还原电位差,可形成无数个微观电池,利用其产生的电池效应实现对工业废水的处理。
Yang Mu 等研究发现,铁屑通过电化学附集、氧化还原等作用把硝基苯转化为苯胺、偶氮苯及氧化偶氮苯等易生物降解物质;Chuanbao Wang 等通过大量实验室研究和现场测试发现,纳米级铁粉可将各种卤代有机物还原为简单无害的碳氢化合物。
FeOOH的生物化学合成及其对重金属的去除的开题报告1. 概述FeOOH(羟基氧化铁)是一种重要的氧化铁化合物,具有良好的吸附性能和催化活性,广泛应用于废水处理、污染控制和环境修复等领域。
其中,FeOOH的生物化学合成是一种新型、环保的制备方法,其能够充分利用微生物和植物等生物体对铁离子的利用能力,实现对FeOOH的高效合成和重金属的去除。
本文主要介绍FeOOH的生物化学合成及其对重金属的去除的研究进展,包括FeOOH的合成方法、微生物和植物对FeOOH的生物还原作用和FeOOH对重金属的吸附性能等方面。
2. FeOOH的生物化学合成FeOOH的生物化学合成主要包括微生物还原法和植物还原法两种方式。
2.1 微生物还原法微生物还原法是利用微生物对Fe(III)的还原作用在生物体内生成FeOOH。
常见的微生物还原剂有硫酸盐还原菌、铁还原菌等。
其中,硫酸盐还原菌具有广泛分布、代谢能力强和适应环境变化能力强等特点,因此被广泛应用于FeOOH的生物化学合成中。
硫酸盐还原菌的代谢过程中,通过还原Fe(III)到Fe(II)的反应,生成FeOOH颗粒。
此过程中,还原菌通过分泌一系列外泌物和胞外酶等成分,调节Fe(III)还原的速率和有效性。
同时,还原过程中所生成的FeOOH颗粒与还原菌死亡后的胞外物质结合,形成复合物,具有更好的吸附性能。
2.2 植物还原法植物还原法是直接利用植物体内存在的化学物质还原Fe(III)到Fe (II),并进而合成FeOOH。
常见的植物还原剂有铁细菌根、各类青贮料等。
铁细菌根是一类生长于植物根部的菌丝状真菌,具有强大的营养吸收和钙、磷等重要元素同化能力。
根据相关研究,铁细菌根还能够还原Fe(III)到Fe(II),并进而促进FeOOH颗粒的生物化学合成过程。
而各类青贮料(如玉米、苜蓿等)不仅能够吸收水中的氮、磷等重要元素,还能够促进FeOOH的生物化学合成过程,形成高效、环保的制备体系。
微生物对金属的腐蚀与控制研究孙凯刚(大庆市第三医院大庆163000)樊萍(大庆市环境监测中心站大庆163000)摘要本文介绍了微生物的腐蚀作用、机理、特征,提出了金属防腐对策。
关键词:微生物腐蚀(MIC)作用机理控制方法防治措施第31卷第3期黑龙江环境通报Vol.31No.32007年8月HeilongjiangEnvironmentalJournalDel.20071微生物腐蚀作用由于微生物的生命活动而引起或促进材料腐蚀进程的现象统称为微生物腐蚀(MIC)。
MIC是1910年由R.H.Gaines首次指出的,它是城市供水系统及污水处理系统和油井、石油输送管线中普遍存在的现象。
2各种微生物腐蚀的机理及特征2.1还原菌SRB的腐蚀作用机理及特征还原菌SRB是微生物腐蚀中最重要的菌。
SRB在自然界分布很广,是典型的专性厌氧菌,SRB在其生长代谢过程中形成生物膜,局部形成厌氧环境,诱发碳钢腐蚀的形成和发展。
有关SRB致腐蚀作用的机理有阴极去极化机理、浓差电池机理、局部电池机理、代谢产物机理、沉积物下的酸腐蚀机理、阳极区固定机理等。
最容易发生SRB腐蚀的区域是:海底管道、近海石油输送管、冷却塔、污水处理设施、造纸设备等。
SRB会在钢和不锈钢表面上生成特殊的FeS黑色沉积物,不必取出。
直接在黑色沉积物上滴加盐酸时,会闻到硫化氢气体的味道,这是SRB腐蚀的典型特点。
SRB在不锈钢上的腐蚀会生成开口的点蚀坑或圆孔,许多坑内还可看到同心环。
SRB对镍、高镍合金和钢镍合金的腐蚀也会生成同心环或阶梯形的圆锥形坑。
对沉积物进行元素分析表明,硫含量高表示存在有SRB或硫杆菌。
2.2硫杆菌的腐蚀作用机理及特征金属、混凝土和石灰石的大规模的迅速破坏,通常是由于硫杆菌对硫或硫化物进行氧化后,生成硫酸的直接作用造成的,所以这种腐蚀也叫酸腐蚀。
它们通过氧化作用来取得能量,这种细菌本身是耐酸的。
硫氧化所生成的硫酸,可以占介质含量的10%~12%,这种浓度的硫酸就产生了严重的腐蚀作用。
微生物对金属元素的浸出作用及其应用研究进展
陈炳辉;邓迎春;郭莉;于波
【期刊名称】《矿产与地质》
【年(卷),期】2004(018)005
【摘要】文章简述了表生地质环境中的微生物对Au、Ag等贵金属元素和Cu、Pb、Cd、As、Hg等重金属元素的浸出作用及其在探矿、浸取选矿、土壤污染评价和修复、城市污泥和废水处理等方面的应用研究进展.指出:深入研究地质体中的微生物与金属元素的相互作用和机理,将是地球科学的重要研究动态之一.
【总页数】4页(P484-487)
【作者】陈炳辉;邓迎春;郭莉;于波
【作者单位】中山大学地球科学系,广州,510275;中山大学地球科学系,广
州,510275;中山大学地球科学系,广州,510275;中山大学地球科学系,广州,510275【正文语种】中文
【中图分类】Q939.99
【相关文献】
1.微生物对重金属元素作用机理综述 [J], 陈小攀;冯秀娟
2.化学-微生物联合浸出大洋锰结核中金属元素的过程研究 [J], 张旭;王雅静;饶俊;冯雅丽
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5.铀的微生物浸出及其应用研究进展 [J], 袁世斌
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第27卷第6期江苏理工学院学报JOURNAL OF JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVo l.27,No.6Dec.,20212021年12月在有机固废处理技术中,厌氧消化因具有高有机负荷、低成本、低能耗和产沼气的特性,而受到学者们的关注[1-2]。
现实中,也已经有一些利用厌氧消化技术处理餐厨垃圾、市政污泥和农田废弃物的报道[3-5]。
根据发酵底物TS (总固含量)和发酵反应器的不同,厌氧消化可分为干式与湿式、单相与两相等发酵技术。
目前,厌氧消化技术存在诸如系统运行不稳定、产气性能差、物质转化率低等问题,限制了其广泛应用[6]。
为了解决这些问题,国内外学者做了大量的研究,包括改良微生物结构[7]、优化反应底物配比[8-10]、优化厌氧消化参数等[11-12]。
但是,这些研究仍存在有机酸积累、厌氧消化效率低、生物可降解物质较难溶出且有毒成分含量较高等问题[13],因而无法从根本上改变厌氧消化产甲烷效率低的现状。
铁廉价且无毒无害,为此有人开展了向厌氧消化系统中投加铁系添加剂的研究[14-15]。
在废水处理中,铁盐作为絮凝剂(PFS、PFC )被大量使用,能有效去除各种有害物质,COD 去除率达60%~90%[16]。
在厌氧系统中,铁能提高产氢、产乙酸、产甲烷菌群的丰富度和活性,促进丙酸向乙酸和甲烷的转化[17],进而提高甲烷产量。
另外,铁元素是细胞酶的重要组成,直接影响厌氧代谢的途径,对甲烷的生物合成至关重要。
因此,本文将从作用机理和投加效果着眼,对零价铁和铁氧化物用于城市有机固废厌氧消化处理的有关研究进行综述。
1零价铁添加物应用于厌氧消化的零价铁有微米零价铁、纳米零价铁及铁碳结合方式。
微米零价铁根据粒径不同,可以分为粗粉(粒径为150~500μm )、中等粉(粒径为50~150μm )、细粉(粒径小于50μm );铁系添加物对有机固废厌氧消化影响的研究进展叶人恺,程洁红(江苏理工学院化学与环境工程学院,江苏常州213001)收稿日期:2021-03-09基金项目:江苏省研究生科研与实践创新计划项目“铁系物对餐厨垃圾厌氧消化产氢的作用”(SJCX20_1034)作者简介:叶人恺,硕士研究生,主要研究方向为固体废物处理处置。
零价铁类Fenton-固定化微生物工艺处理农药废水的研究与应用零价铁类Fenton-固定化微生物工艺处理农药废水的研究与应用近年来,随着农业生产的不断发展,农药的使用量逐年增加,导致农药废水成为环境污染的一个重要因素。
农药废水中含有大量有机物质,其高度毒性和难以降解的特性给环境带来了巨大的威胁。
因此,有效处理农药废水的方法成为重要研究领域之一。
零价铁类Fenton-固定化微生物工艺作为一种新兴的处理农药废水的方法,近年来受到了广泛关注和研究。
本文将从该工艺原理、实验研究及其应用前景等方面进行探讨。
零价铁类Fenton-固定化微生物工艺的原理是利用零价铁或其氧化物以及过氧化氢在催化剂的作用下产生强氧化反应,将农药废水中的有机物质降解为无害物质。
此外,通过固定化微生物,可以进一步增加处理效率和稳定性。
在实验研究方面,一系列研究表明零价铁类Fenton-固定化微生物工艺具有较高的应用潜力。
首先,实验结果表明,该工艺对不同类型的农药废水有较好的降解效果。
其次,该工艺在一定程度上能够抑制器官胎儿毒性和环境潜在危害。
此外,固定化微生物能够提高系统的稳定性和耐受性。
此外,该工艺对农药废水中的重金属离子也具有很好的去除效果。
在应用前景方面,零价铁类Fenton-固定化微生物工艺具有广阔的应用前景。
首先,该工艺具有处理效率高、成本低、操作简便等特点,适合在实际工业生产中进行大规模应用。
其次,该工艺对农药废水中的有机物质和重金属离子等污染物具有较好的去除效果,能够显著降低农药废水对环境的危害。
此外,此工艺还能够降低废水处理过程对环境的二次污染风险。
综上所述,零价铁类Fenton-固定化微生物工艺作为一种新兴的处理农药废水的方法,在理论研究和实际应用方面取得了积极的进展。
然而,还需要进一步探索其机理、优化工艺参数,并结合实际情况进行合理的工程设计和应用。
相信通过不断的研究和发展,零价铁类Fenton-固定化微生物工艺将成为一项重要的农药废水处理技术,为保护环境和人类健康做出更大的贡献综上所述,零价铁类Fenton-固定化微生物工艺在处理农药废水方面表现出较高的应用潜力。
零价铁联用技术处理废水的研究进展康得军;许江城;瞿聪;陈其晓;李运奔;周高婷;孙佳文【摘要】零价铁联用技术结合零价铁和其他技术优点去除水中难降解有机污染物、重金属、放射性物质等多种污染物,克服了零价铁单独使用易被氧化、去除效率低等缺点,提高了废水处理效果.主要介绍了当前常见的几种零价铁联用技术:零价铁-PRB技术、零价铁-过硫酸盐技术、零价铁-微生物技术、零价铁-Fenton技术,分析零价铁联用技术当前研究进展、作用机理、应用中存在问题,指出如何将纳米零价铁与相关技术联用进行常规水处理,或针对处理某种难降解污染物,将是未来零价铁体系新的研究方向.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2019(050)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】废水处理;零价铁;还原性;联用技术【作者】康得军;许江城;瞿聪;陈其晓;李运奔;周高婷;孙佳文【作者单位】福州大学土木工程学院, 福州 350108;福州大学土木工程学院, 福州350108;福州大学土木工程学院, 福州 350108;福州大学土木工程学院, 福州350108;福州大学土木工程学院, 福州 350108;福州大学土木工程学院, 福州350108;福州大学土木工程学院, 福州 350108【正文语种】中文【中图分类】X703.1零价铁化学性质活泼,具有较强还原性,电负性极大,电极电位EƟ(Fe2+/Fe)=-0.44 V。
从20 世纪80 年代有学者报道零价铁可去除水中氯代有机物以来,利用零价铁处理水中污染物一直是热门的研究领域。
零价铁还原性强、比表面积大,在去除水中污染物过程中容易被氧化生成氧化物覆盖其表面,降低反应的比表面积,阻碍反应进一步进行,并且无法将水中污染物矿化。
因此,更多学者研究零价铁与其他技术联用,将零价铁的强还原性与其他技术的优点相结合,提高废水处理效果[1-3]。
常见的零价铁联用技术有:零价铁-PRB(可渗透式反应墙)技术、零价铁-过硫酸盐技术、零价铁-微生物技术、零价铁-Fenton 技术等。