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铀矿的开采过程中产生大量的铀尾矿渣和含铀废水,含U(Ⅵ)废水具有金属毒性和放射性,破坏环境和危害人体健康。生物修复是治理铀污染的有效方法。作者以生物活性高的厌氧颗粒污泥为对象,进行单因素静态实验,研究了U(Ⅵ)初始浓度、p H值、颗粒污泥的投加量和共存离子等对颗粒污泥处理含U(VI)废水的影响。颗粒污泥在厌氧条件下去除U(Ⅵ)效果较好,但含铀废水中含有溶解氧,本实验在微氧条件下进行。使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、分子生物学等分析手段探讨了颗粒污泥对U(Ⅵ)的去除机理和微生物群落结构。试验表明:1.当U(Ⅵ)初始浓度为9.6mg/L,湿颗粒污泥投加量为2g,温度25℃,p H值为6时,对U(Ⅵ)的去除率达98.7%。2.共存离子对颗粒污泥去除U(VI)既有抑制作用,又在一定程度促进U(Ⅵ)的去除。Fe、Fe2+能促进颗粒污泥去除U(Ⅵ);Cu2+浓度大于150mg/L时,颗粒污泥对U(Ⅵ)的去除明显受到抑制;Fe3+对颗粒污泥去除U(Ⅵ)有明显的抑制作用。随着SO42-浓度的增加,微生物活性增强,SO42-浓度为8mmol/L时,反应9h,溶液中的U(Ⅵ)基本去除。乳酸钠、乙酸钠对颗粒污泥去除含铀废水中的U(Ⅵ)有一定的促进作用。乳酸钠失去电子能力强于乙酸钠,细菌利用效率较高,对U(Ⅵ)的去除率更高。3.通过环境扫描电镜(SEM)分析颗粒污泥微观结构,SEM表明处理含U(Ⅵ)废水后的颗粒污泥主要以1-3μm的球菌和短杆菌为主,处理较高浓度(9.6mg/L)含U(Ⅵ)废水后,生物活性较高,细菌数量较多、表面较光滑、形态较匀称,颗粒污泥形成团聚结构。能谱分析(EDS)表明颗粒污泥内存在铀。高通量测序技术分析颗粒污泥微生物群落结构显示存在较多耐铀菌种,所占比重接近20%,内部存在许多适用复杂工业废水的菌种,颗粒污泥显示出良好的环境适应性和除铀性能。