论文部分内容阅读
酸性矿山废水(AMD)中含有大量的重金属离子和SO42-,存在污染范围广、持续时间长、治理程度低、难度大等问题。本文通过静态试验研究了硫酸盐还原菌(SRB)新型碳源的驯化、鉴定、SRB的生长繁殖规律、还原SO42-反应动力学、还原SO42-的影响因素和去除重金属离子的效果,在此基础上通过动态试验研究了膨润土吸附和微生物还原联用处理AMD的效果,以探求一种高效、经济和环保的水处理方法。通过静态试验确定了生活污水、鸡粪和木屑最佳质量比为80：7：3、厌氧发酵15天发酵液可作为SRB优良的新型有机碳源。对新型碳源驯化的SRB进行染色鉴定,该菌株属SRB菌属。SRB的生长繁殖规律试验研究表明：SRB生长的迟缓期在0-1d,对数期在1-6 d,稳定期在6-9 d,衰亡期在9d后；且当F/M值>7时,微生物处于对数生长期,当3<F/M值<7时,微生物处于生长稳定期,当F/M值<3时,微生物进入衰亡期；并确定了SRB的比生长速率u随时间变化规律,其中最大比生长速率umax=1.2/d,建立了SRB还原SO42-的反应动力学方程为v=0.0386S/(760+S)。通过静态试验确定新型碳源驯化的SRB还原SO42-最佳反应条件为：SRB在温度35℃、接种量8%、转速50 r/min、C/S为1.5-2.0、pH值6-7、初始SO42-浓度≤3000 mg/L、Fe2+浓度=100-300 mg/L、Mn2+浓度=35 mg/时,Cu2+浓度≤15 mg/L、Zn2+浓度≤45 mg/L时反应条件最佳,S042-去除率均可达90%以上,同时对Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+有很好的去除效果,去除率均在95%以上。研究了重金属离子(Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+)对SRB的毒害作用,当Fe2+浓度≥600 mg/L、Mn2+浓度>140 mg/L、Cu2+浓度>15 mg/L、Zn2+浓度>45 mg/L时对SRB均有抑制作用。当Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+的浓度分别为100、35、15、30 mg/L共存时去除效果较差,共存时存在竞争作用。为了充分发挥膨润土复合颗粒释放碱度中和酸和吸附重金属离子的优良性能并与SRB联用以实现同步除硫、除重金属离子、降低酸度的目的,进行了膨润土吸附和微生物还原联用技术处理AMD的动态对比试验研究,结果表明：膨润土吸附和微生物还原联用比单独微生物对AMD的去除效果好；膨润土复合颗粒和生物挂膜材料采用分层的装填方式要比不分层的处理效果好；5：5膨润土复合颗粒分层装填对AMD的去除效果最佳。揭示了膨润土吸附重金属离子后有利于微生物还原、微生物还原SO42-产生的S2-可进一步固定重金属离子、并使膨润土复合颗粒获得再生,可实现二者协同净化作用,是一种创新的、高效的水处理方法,值得应用推广。对出水残留COD、NH3-N、P进行了处理研究,采用填充活性炭和沸石的人工湿地处理效果良好。