摘要:針對硫酸鹽還原菌(SRB)處理酸性礦山廢水缺乏有效有機碳源問題,運用生活污水、雞糞和鋸末質量比80:7:3混合物的發酵液作為新型有機碳源馴化硫酸鹽還原菌SRB,并研究SRB以該新型有機碳源作為營養物質在不同COD/SO42-(C/S)值、pH值、初始硫酸根(SO42-)濃度、重金屬離子(Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+)濃度條件下對SO42-的去除效果,以確定SRB去除SO42-的最佳反應條件。
實驗結果表明,在厭氧環境SRB接種量8%、生長溫度35℃、轉速50 r/min、C/S為1.5~2.0、pH值6~7、初始SO42-濃度≤3 000 mg/L、Fe2+在100~300 mg/L、Mn2+為35 mg/L時反應條件最佳,SO42-去除率均可達90%以上;其中Fe2+濃度≤500 mg/L、Mn2+濃度≤140 mg/L時均會促進SRB對SO42-的還原,當Fe2+濃度≥600 mg/L時會嚴重抑制SRB,Mn2+濃度>140 mg/L時會抑制SRB;Cu2+、Zn2+的存在對SRB均有影響,當Cu2+濃度>15 mg/L時、Zn2+濃度>45 mg/L時對SRB均有抑制作用。新型有機碳源可作為SRB的優良有機碳源,同時可實現以廢治廢的目的。該成果為實際應用提供了參考。
隨著社會經濟的迅速發展,人類對礦產資源的需求量日益增加,在礦產資源的開采加工過程中所產生的礦山廢水的排放量也隨之增加,礦山廢水已成為我國重點亟需解決的工業污染之一。酸性礦山廢水(AMD)的排放對土壤、河流、大氣以及人類健康造成很大的危害。
目前處理AMD的方法主要有物理法、化學法和生物法等。生物法由于成本低、效果好而受到廣泛關注。硫酸鹽還原菌(SBR)處理礦山廢水作為一項新的技術具有很大的潛力,而SBR法處理酸性礦山廢水存在缺乏有效有機碳源問題,而碳源的選擇對SBR的生長起著至關重要的作用,良好的碳源能極大地促進SBR的生長從而直接影響到SBR處理廢水效果,本實驗采用生活污水、雞糞和鋸末的發酵液作為新型有機碳源來馴化SBR,并研究確定在該新型有機碳源作為營養物質條件下SBR處理酸性礦山廢水中的SO42-最佳反應條件,為實際應用提供參考,以實現廢水、廢物的綜合處理利用,實現以廢治廢、循環經濟。
1實驗部分
1.1菌種的來源、培養
實驗所用菌種采用前期研究已篩選得到的污水廠的活性污泥中的SBR菌群進行培養、富集。該污泥是多種微生物混雜共生的體系,為強化SBR在其中的優勢地位,加入適宜SBR生長的培養基進行富集培養,培養基按“中華人民共和國石油天然氣行業標準(SY/T0532-93)”配制。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
1.2菌種的馴化
由于礦山廢水中SO42-濃度較高,而生活污水有機物化學需氧量(COD)濃度較低不能滿足SBR還原SO42-所需的有機碳源,所以考慮添加雞糞、鋸末來補充有機碳源,并可實現以廢治廢。因為雞糞主要成分為粗蛋白和氨基酸并含有一定的磷,鋸末主要成分為纖維素、半纖維素和木質素等,兩者配合發酵后使用正好可補充碳(C)、氮(N)和磷(P)營養,且發酵液的主要成分為乙醇、乙酸、乳酸和丙酸等小分子有機物非常有利于SBR利用,并經過前期實驗室研究確定了生活污水、雞糞和鋸末質量比為80:7:3時的發酵液最有利于SBR的生長繁殖,所以確定生活污水、雞糞、鋸末質量比為80:7:3。
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