硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水(AMD)研究进展

酸性矿山废水 (AMD) 是一种富含重金属离子和硫酸盐的污染性废水, 对环境危害极大。近年来, 利用硫酸盐还原菌 (SRB) 处理 AMD 因其成本低、效率高、环境友好等优点而备受关注。

SRB 处理 AMD 的机理

SRB 是一类厌氧细菌, 能以硫酸盐作为电子受体进行代谢活动, 并将重金属离子还原或沉淀去除。同时, SRB 的代谢产物硫化物能够与重金属离子形成难溶的金属硫化物沉淀, 从而实现 AMD 的净化。

SRB 处理 AMD 的研究进展

国内外学者对 SRB 处理 AMD 进行了大量的研究, 并取得了一系列成果。

SRB 对重金属离子的去除: 研究表明, SRB 对多种重金属离子 (如 Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+ 等) 具有良好的去除效果。例如, 董慧等 [70] 通过改变废水的 pH 值, 将 SRB 对重金属离子的去除率提高至 90%。徐建平等 [71] 采用响应曲面法优化了 SRB 的反应条件 (pH=7.1, 温度=34.8℃, 时间=5 d), 在此条件下对 Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+ 的去除率均在 90% 以上。* SRB 固定化技术: 为了提高 SRB 的处理效率和稳定性, 研究者开发了多种 SRB 固定化技术, 如狄军贞等 [72] 将零价铁和麦饭石混合后制成 SRB 固定载体, 对 SO42-, Fe2+ 和 Mn2+ 的去除率分别为 60%, 95% 和 84.3%。* 碳源对 SRB 处理 AMD 的影响: 碳源是 SRB 生长代谢和还原硫酸盐过程的电子供体, 对 SRB 处理 AMD 的效果具有重要影响。目前已发现 SRB 可以利用的碳源超过一百种, 常见的碳源包括乳酸盐、丙酸盐、反丁烯二酸、苹果酸和乙醇等 [63]。然而, 在实际工程应用中, 应选择来源广泛、价格低廉的碳源以降低处理成本。

不同碳源对 SRB 处理 AMD 效果的试验研究

| 碳源 | SRB 处理 AMD 效果 ||----------|-------------------------------------------------------|| 乳酸盐 | 有效去除重金属离子, 降低废水中的 SO42- 浓度 || 丙酸盐 | 提高重金属去除效率, 促进 SRB 生长和活性 || 反丁烯二酸 | 有效去除重金属离子, 降低废水中的 SO42- 浓度 || 苹果酸 | 增强 SRB 对重金属离子的去除效果, 促进 SRB 的生长和活性 || 乙醇 | 有效去除重金属离子, 降低废水中的 SO42- 浓度 |

注: 以上结果仅为试验研究的部分结果, 实际应用中应综合考虑废水特性和处理要求, 选择合适的碳源以获得最佳的处理效果。

结语

SRB 处理 AMD 技术具有广阔的应用前景, 但仍需进一步研究, 以提高其处理效率和稳定性, 并降低处理成本。相信随着研究的深入, SRB 技术将为 AMD 的治理提供更加有效的解决方案。