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固定化硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的实验研究

王海霞  
【摘要】:随着我国经济的快速发展,矿产资源的需求量不断增涨,同时也带来了较为严重的环境问题。矿产开采过程中产生的酸性矿山废水具有危害强、持续时间久等特点,严重威胁着人类与众多自然界生物的生存,为此,必须采取有效的手段对其加以治理与处置。其中生物法处理是目前处理矿山废水处理的一种高效且极具发展前景的技术方法,其原理是利用生物体或其代谢产物与金属离子间的相互作用使重金属离子转变为水不溶物而从废水中去除。本研究以模拟酸性矿山废水的处理为研究对象,探讨了游离的硫酸盐还原菌(SRB)菌液、固定化SRB球状颗粒以及SRB污泥等三种SRB存在形式对处理含Zn(200 mg/L、400 mg/L)、Cd(15 mg/L、30 mg/L)酸性矿山废水的效果。批处理实验发现:固定化SRB球状颗粒效果优于SRB污泥和SRB悬浮菌液,这是由于包埋法固定的硫酸盐还原菌球状颗粒避免了SRB菌与酸性矿山废水的直接接触,使得SRB有反应所需的充足的营养物质,同时提高了SRB的活性。在批试验的基础上,对固定化SRB球状颗粒、SRB悬浮菌液、SRB污泥三种方式处理酸性矿山废水进行了一系列动态实验。结果表明,三种处理的出水pH均有一定的提高,并且三种处理对于酸性矿山废水具有一定的反应活性,其中固定化SRB颗粒组出水pH最稳定,pH增加最高,其次是SRB污泥,SRB悬浮菌液pH值增幅最小而且波动较大;随着进水硫酸根离子的浓度不断提升,出水硫酸根的去除率逐渐变小,总体上,硫酸根的去除率大小顺序为:固定化硫酸盐还原菌颗粒小球﹥SRB污泥﹥SRB悬浮菌液。固定化SRB小球的最稳定,其次是SRB污泥和SRB菌液处理。实验过程中SRB悬浮菌液出水硫酸根离子变动幅度大,这是由于实验菌种容易随水流冲出,使得反应器出水不稳定。固定化SRB小球处理后的重金属离子浓度最小,说明该反应器对重金属的去除率最高,耐受性最大。综上,固定化硫酸盐还原菌球状颗粒技术处理酸性矿山废水的效果较好,在处理高浓度重金属酸性矿山废水中具有一定的优势。


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