连续动态处理中污染物去除机理：混合沉淀与生物反应阶段分析

连续动态处理中污染物去除机理：混合沉淀与生物反应阶段分析

在连续动态处理过程中，物理、化学和生物作用共同促进了污染物的去除。其中，混合沉淀阶段和生物反应阶段对污染物的去除机理各有侧重。

5.3.1 混合沉淀阶段污染物去除机理

混合沉淀阶段对多种污染物都有一定的去除效果，特别是对Fe2+的去除率可达43%。这是因为生活污水的加入提高了酸性矿山废水的pH值，促使Fe2+离子形成氢氧化物沉淀 (式5-5)。

相比之下，Zn2+、Cu2+和Mn2+形成氢氧化物沉淀所需的pH条件较高。由于混合废水的pH值尚未达到这些条件，三种离子的去除率相对较低。

此外，生活污水中富含的有机质也对金属离子的去除起到了一定的辅助作用。

• Fe2++2H2O→Fe(OH)2↓+2H+ (式5-5)* M2++2OH-→M(OH)2↓+2H+ (式5-6) (M2+：金属离子)

5.3.2 生物反应阶段污染物去除机理

生物反应阶段对COD、SO42-、Fe2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+均有显著的去除效果，特别是对Fe2+、Cu2+和Zn2+的去除率均高于70%。

硫酸盐还原菌 (SRB) 的作用:

COD和SO42-的去除主要依赖于SRB微生物。SRB的生长繁殖和对SO42-的还原需要以COD作为碳源并提供电子。由于SO42-是SRB唯一可利用的电子受体，因此混合废水中SRB对COD和SO42-的去除呈现出一定的相似性。

金属离子去除机制:

与混合沉淀阶段不同，生物反应阶段对金属离子的去除机制主要包括以下几个方面：

1. 硫化物沉淀: SRB还原硫酸盐过程中产生的S2-与金属离子形成沉淀 (式5-7)，从而去除酸性矿山废水中的金属。2. 氢氧化物和碳酸盐沉淀: 随着反应进行，pH值持续升高，酸性废水中的OH-和CO32-浓度也随之增加。金属离子与OH-、CO32-反应形成金属沉淀 (式5-6和式5-8)，降低了金属离子浓度。3. 胞外聚合物吸附: SRB细胞表面的负电性和分泌的胞外聚合物(EPS)对金属离子具有较强的吸附能力 (式5-9)。EPS中的多聚糖C-O-C、羧基、脂类等是吸附Zn2+的重要功能团，而Cu2+的主要吸附基团是蛋白质的酰胺和-COOH等。然而，不同金属离子会竞争EPS上的结合位点，这可能会降低SRB对重金属离子的处理效率。

• S2-+M2+→MS↓ (式5-7)* M2++CO32-→MCO3↓ (式5-8)* EPS+M2+→M-EPS (式5-9)

总结:

混合沉淀阶段主要通过沉淀反应和有机质的作用去除污染物，而生物反应阶段则主要依赖于SRB微生物的作用以及金属离子的沉淀和吸附作用。

深入了解这些机理有助于我们更好地理解和优化酸性矿山废水处理过程中不同阶段的操作和控制。