秸稈為緩釋碳源的厭氧微生物處理礦山酸性排水研究.pdf

1、礦山酸性排水(acid mine drainage,AMD)因其低pH值、富含重金屬和硫酸鹽的特征,業(yè)已成為污染生態(tài)環(huán)境的重要源頭。應(yīng)用硫酸鹽還原菌(sulphate-reducing bacteria,SRB)處理礦山酸性排水(AMD)已成為礦山環(huán)境修復(fù)的重要方法。實(shí)驗(yàn)選擇油菜秸稈作為SRB的緩釋碳源,研究了秸稈對(duì)模擬AMD廢水中重金屬吸附性、重金屬對(duì)SRB活性的影響及SRB與重金屬反應(yīng)機(jī)理。
　　 通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究了油

2、菜秸稈對(duì)水溶液中銅離子的吸附行為,分別從溶液pH、秸稈用量、反應(yīng)溫度等幾個(gè)方面考察秸稈對(duì)Cu2+的吸附性,選擇了適當(dāng)?shù)臈l件進(jìn)行了吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)實(shí)驗(yàn),并探討了吸附機(jī)理。結(jié)果表明:當(dāng)pH在5.0左右,秸稈和Cu2+溶液(1 mmol/L)的固液比為1:133時(shí),秸稈對(duì)Cu2+的吸附量達(dá)到7.75 mg/g。秸稈對(duì)Cu2+的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)速率方程,吸附等溫曲線(xiàn)符合Langmuir等溫方程,表明秸稈對(duì)Cu2+的吸附屬于表面均勻的單分子

3、層吸附。
　　 通過(guò)厭氧批實(shí)驗(yàn)的方法,探討了在硫酸鹽還原菌(SRB)法處理模擬酸性礦山排水(AMD)的過(guò)程中,以油菜秸稈為碳源時(shí),Zn2+濃度對(duì)SRB活性的影響。結(jié)果表明:在60d實(shí)驗(yàn)中,以油菜秸稈為碳源時(shí),當(dāng)Zn2+初始濃度在73.7～196.8 mg/L范圍時(shí),SRB具有良好活性,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),pH從初始的5.0上升至中性范圍,硫酸根還原率達(dá)到96％以上,同時(shí)Zn2+濃度降至0.05 mg/L以下。Tessier固體形態(tài)分類(lèi)

4、、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)和X射線(xiàn)衍射儀(XRD)分析發(fā)現(xiàn)Zn以有機(jī)物及硫化物的形態(tài)被固定,其中硫化物主要為閃鋅礦(ZnS)。當(dāng)Zn2+初始濃度為262.97 mg/L時(shí),SRB的活性受到強(qiáng)烈的抑制,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),pH從初始的5.0降至4.0左右,硫酸根還原率只有27％,Zn2+維持在較高濃度范圍(25 mg/L)。油菜秸稈可以作為SRB法長(zhǎng)期處理AMD的緩釋碳源,能為微生物生長(zhǎng)繁殖提供物質(zhì)和能量;秸稈吸附性可降低Zn2+的生物毒性

5、,使得SRB可以適應(yīng)高濃度的Zn2+;SRB可以通過(guò)形成硫化物礦物的形式固定元素Zn。
　　 通過(guò)厭氧批實(shí)驗(yàn),探討了使用油菜秸稈為SRB碳源和微生物的載體時(shí),不同重金屬Cu、Zn和Cd對(duì)SRB活性影響。結(jié)果表明:重金屬離子對(duì)SRB的毒害抑制作用順序是Cu2+＞Cd2+＞Zn2+。同時(shí)探索利用SRB在AMD中去除重金屬的主要機(jī)理是生物吸附和生物沉淀。對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物固體沉淀物的分析發(fā)現(xiàn),Cu、Zn和Cd以有機(jī)物及硫化物的形態(tài)被固定,其