電鍍廢水污染嚴(yán)重，是較難處理的廢水之一〔1〕。傳統(tǒng)的電鍍廢水的處理方法主要有化學(xué)法〔2-4〕、膜分離技術(shù)〔5〕、離子交換法〔6-7〕、吸附法〔8〕、有機(jī)絮凝法、電解法〔9-10〕等。微生物處理技術(shù)是新興的電鍍廢水處理技術(shù)，可運(yùn)用混合菌群通過(guò)生物的絮凝、吸附、轉(zhuǎn)化等綜合作用〔11-14〕，達(dá)到去除電鍍廢水中重金屬離子的效果。微生物處理技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染、處理費(fèi)用低，在電鍍廢水的處理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。筆者利用從重金屬污染物中篩選出的混合菌種對(duì)含重金屬的電鍍廢水進(jìn)行了處理，考察了pH、菌種投加量、溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)混合菌種去除電鍍廢水中重金屬離子的影響，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)這4個(gè)影響因素進(jìn)行了優(yōu)化，確定其最佳的處理?xiàng)l件，獲得了較好的效果。

　　1·實(shí)驗(yàn)材料和方法

　　1.1實(shí)驗(yàn)材料

　　1.1.1主要實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

　　儀器：IRIS Advantage 1000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，美國(guó)Thermo Jarrell Ash公司；HHS28型電熱恒溫水浴鍋，上海天平儀器廠；JB21型磁力攪拌器，上海雷磁新涇儀器有限公司；800型離心機(jī)，上海手術(shù)器械廠。試劑：硝酸、氫氧化鈉，分析純，中國(guó)醫(yī)藥上海化學(xué)試劑站。

　　1.1.2實(shí)驗(yàn)廢水

　　本實(shí)驗(yàn)中所用實(shí)際電鍍廢水為平湖某電鍍廠排放的廢水，其水質(zhì)如表1所示。在對(duì)去除重金屬離子影響因素的研究中，采用的是模擬配水。

　　1.2實(shí)驗(yàn)方法

　　1.2.1菌種的制備

　　厭氧微生物菌是本實(shí)驗(yàn)室從重金屬污染物中篩選出的混合菌種，經(jīng)初步鑒定，其中1株為梭菌屬，其余3株為硫還原菌屬，其比例約為2∶1∶1∶1，常溫厭氧環(huán)境保存。活化時(shí)采用2 L的厭氧瓶，以食品發(fā)酵液為主要培養(yǎng)基，接種體積分?jǐn)?shù)為10%的混合菌種。在35℃下厭氧培養(yǎng)2 d后，取菌液用于實(shí)驗(yàn)。

　　1.2.2單因素實(shí)驗(yàn)

　　取200 mL配制重金屬?gòu)U水，鎘、鉻、銅和鎳金屬離子的質(zhì)量濃度分別為40、30、10、50 mg/L。在pH、菌種投加量、溫度和反應(yīng)時(shí)間等不同的反應(yīng)條件下進(jìn)行試驗(yàn)，加入OD600=0.6的菌液（培養(yǎng)約48 h），緩慢攪拌1 min，反應(yīng)30 min，靜置10 min后，用離心機(jī)在2 000 r/min下離心分離，取上清液測(cè)定殘留金屬離子的濃度，計(jì)算其對(duì)金屬離子的去除率。

　　1.2.3正交實(shí)驗(yàn)

　　1.2.4綜合驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

　　取200 mL實(shí)際電鍍廢水，根據(jù)最佳反應(yīng)參數(shù)，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：在室溫條件下用氫氧化鈉溶液調(diào)pH=6.0，分別加入8 mL/L的菌液（考慮到實(shí)際電鍍廢水中其他有機(jī)物的影響，故加大菌種投量），緩慢攪拌1 min，在20℃反應(yīng)20 min后，調(diào)pH至6～7，過(guò)濾，測(cè)定Cd2+、Cr6+、Cu2+、Ni2+的含量。

　　1.2.5指標(biāo)測(cè)試及方法

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要測(cè)定的指標(biāo)和采用的分析方法，如表3所示。

　　2·實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

　　2.1單因素實(shí)驗(yàn)

　　2.1.1 pH對(duì)重金屬離子去除率的影響

　　pH對(duì)重金屬離子去除率的影響見(jiàn)圖1。

　　由圖1可以看出，在不同的pH條件下，4種金屬離子都有不同程度的去除，去除率總體上隨著pH的升高而增加。重金屬離子濃度下降主要有兩個(gè)方面的原因：一方面，這些細(xì)菌會(huì)代謝生成一定的硫化物，在酸性條件下它們是以硫化氫的形式存在，S2-濃度與H+濃度的平方成反比，當(dāng)酸性減弱，S2-濃度就會(huì)增大，更有利于金屬硫化物沉淀生成；另一方面，金屬離子與H+之間存在著競(jìng)爭(zhēng)吸附的關(guān)系，在低pH下，細(xì)菌表面更多地吸附了溶液中的H+，大大降低了細(xì)菌與重金屬離子的結(jié)合能力和反應(yīng)機(jī)會(huì)，隨著pH升高，細(xì)菌表面的負(fù)電荷密度增大，重金屬離子的電性吸附量增加，細(xì)菌對(duì)重金屬離子的選擇吸附能力增強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)表明在pH=6.0時(shí)，菌液對(duì)鎘、鉻、銅、鎳去除率分別可達(dá)到96%、94%、83%和91%。相對(duì)來(lái)說(shuō)，菌液對(duì)4種金屬離子的去除能力依次為：Cd2+＞Cr6+＞Ni2+＞Cu2+。

　　2.1.2菌種投加量對(duì)重金屬離子去除率的影響

　　菌種投加量直接影響反應(yīng)體系中的生物量，所以菌種投加量對(duì)金屬離子的去除率具有很強(qiáng)的影響。菌種投加量對(duì)重金屬離子去除率的影響見(jiàn)圖2。

　　由圖2可見(jiàn)，金屬離子的去除率隨著菌種投加量的增加而增加。當(dāng)菌種投加量＜1.0 mL/L時(shí)，金屬離子的去除率增長(zhǎng)緩慢；菌種投加量超過(guò)1.0 mL/L后，金屬離子去除率開(kāi)始顯著增加，并在菌種投加量為2.0 mL/L左右時(shí)開(kāi)始趨于平衡。當(dāng)菌種投加量達(dá)到3.0 mL/L時(shí)，對(duì)鎘、鉻、銅、鎳4種金屬離子的去除率達(dá)到最高，分別為94%、96%、82%和93%。這表明微生物的生物量直接影響對(duì)重金屬離子的去除。