SRB法处理酸性矿山废水

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摘要:针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题,运用生活污水、鸡粪和锯末质量比80:7:3混合物的发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌SRB,并研究SRB以该新型有机碳源作为营养物质在不同COD/SO42-(C/S)值、pH值、初始硫酸根(SO42-)浓度、重金属离子(Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+)浓度条件下对SO42-的去除效果,以确定SRB去除SO42-的最佳反应条件。

实验结果表明,在厌氧环境SRB接种量8%、生长温度35℃、转速50 r/min、C/S为1.5~2.0、pH值6~7、初始SO42-浓度≤3 000 mg/L、Fe2+在100~300 mg/L、Mn2+为35 mg/L时反应条件最佳,SO42-去除率均可达90%以上;其中Fe2+浓度≤500 mg/L、Mn2+浓度≤140 mg/L时均会促进SRB对SO42-的还原,当Fe2+浓度≥600 mg/L时会严重抑制SRB,Mn2+浓度>140 mg/L时会抑制SRB;Cu2+、Zn2+的存在对SRB均有影响,当Cu2+浓度>15 mg/L时、Zn2+浓度>45 mg/L时对SRB均有抑制作用。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源,同时可实现以废治废的目的。该成果为实际应用提供了参考。

随着社会经济的迅速发展,人类对矿产资源的需求量日益增加,在矿产资源的开采加工过程中所产生的矿山废水的排放量也随之增加,矿山废水已成为我国重点亟需解决的工业污染之一。酸性矿山废水(AMD)的排放对土壤、河流、大气以及人类健康造成很大的危害。

目前处理AMD的方法主要有物理法、化学法和生物法等。生物法由于成本低、效果好而受到广泛关注。硫酸盐还原菌(SBR)处理矿山废水作为一项新的技术具有很大的潜力,而SBR法处理酸性矿山废水存在缺乏有效有机碳源问题,而碳源的选择对SBR的生长起着至关重要的作用,良好的碳源能极大地促进SBR的生长从而直接影响到SBR处理废水效果,本实验采用生活污水、鸡粪和锯末的发酵液作为新型有机碳源来驯化SBR,并研究确定在该新型有机碳源作为营养物质条件下SBR处理酸性矿山废水中的SO42-最佳反应条件,为实际应用提供参考,以实现废水、废物的综合处理利用,实现以废治废、循环经济。

1实验部分

1.1菌种的来源、培养

实验所用菌种采用前期研究已筛选得到的污水厂的活性污泥中的SBR菌群进行培养、富集。该污泥是多种微生物混杂共生的体系,为强化SBR在其中的优势地位,加入适宜SBR生长的培养基进行富集培养,培养基按“中华人民共和国石油天然气行业标准(SY/T0532-93)”配制。。

1.2菌种的驯化

由于矿山废水中SO42-浓度较高,而生活污水有机物化学需氧量(COD)浓度较低不能满足SBR还原SO42-所需的有机碳源,所以考虑添加鸡粪、锯末来补充有机碳源,并可实现以废治废。因为鸡粪主要成分为粗蛋白和氨基酸并含有一定的磷,锯末主要成分为纤维素半纤维素和木质素等,两者配合发酵后使用正好可补充碳(C)、氮(N)和磷(P)营养,且发酵液的主要成分为乙醇、乙酸、乳酸和丙酸等小分子有机物非常有利于SBR利用,并经过前期实验室研究确定了生活污水、鸡粪和锯末质量比为80:7:3时的发酵液最有利于SBR的生长繁殖,所以确定生活污水、鸡粪、锯末质量比为80:7:3。

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