內聚玉米芯固定化SRB污泥PRB系統(tǒng)修復煤礦酸性廢水研究.pdf

1、近年來隨著我國煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，酸性礦井水污染日趨嚴重，礦區(qū)水資源供需的矛盾和生態(tài)環(huán)境的惡化已嚴重制約了煤炭工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。因此，實現煤礦酸性廢水(AMD)的清潔排放、循環(huán)利用具有重大意義。當前，以硫酸鹽還原菌(SRB)為核心的新工藝已在有機廢水、酸性廢水和電鍍廢水等研究領域取得了較大進展。應用SRB技術處理AMD業(yè)已成為該領域發(fā)展的新趨勢。
　　本論文基于微生物固定化技術，采用碳源緩釋原理，即在水解微生物作用下分解玉米芯的

2、方法為SRB提供代謝碳源，并在固定化凝膠中加入鐵屑和麥飯石，營造SRB適宜的微環(huán)境。通過正交試驗確定固定化過程中的最優(yōu)基質配比，考察交聯化方法和交聯時間對顆粒催化活性和操作穩(wěn)定性的影響。通過厭氧批次試驗研究玉米芯內聚量和AMD污染負荷率對顆粒代謝的影響，并分析顆粒處理能力以及活化顆粒對Mn2+的響應變化。最后，以固定化顆粒為介質構建原位修復裝置，討論AMD原位修復的可行性和有效性。所得主要結論如下:
　　(1)采用聚乙烯醇—硼酸包

3、埋固定法，顆粒的最優(yōu)基質配比為30％SRB污泥、2％鐵屑、3％麥飯石。顆粒膨脹率、活性與交聯時間分別呈線性負相關、一介衰減指數相關，從保持顆粒穩(wěn)定性與活性角度出發(fā)可將交聯時間設定為4～8h。
　　(2)緩釋碳源玉米芯水解引起有機物累積的平均速率為932mg/(L·d)，最大累積量為478mgCOD/10g顆粒，固定化顆粒在pH值為2～6和Mn2+濃度小于55mg/L的AMD中都具有良好的活性，可用偽二級動力學模型描述顆粒對Mn2+

4、的吸附過程(R2=0.995)。Mn2+吸附曲線能同時較好的符合Langmuir(R2=0.983)和Frundlich(R2=0.996)模型，最大理論吸附量為0.998mg/g。
　　(3)活化顆粒還原SO42-的最大還原速率為94.88mg/(L·d)，一級反應動力學模型能較好的描述還原過程(R2=0.962，k1=0.0997h)。高濃度Mn2+能抑制顆粒提升pH值能力，在濃度梯度作用下Mn2+擴散進入顆粒內，可直接降低S

5、RB活性，減小SO42-還原速率，同時也對水解微生物產生沖擊。
　　(4) UAPB與PRB均具有較強的pH提升能力，但是，UAPB出水OD600值增加顯著，出水渾濁，玉米芯在UAPB中的水解受污染負荷變化影響較大，有機物的急劇累積和快速消耗降低了該系統(tǒng)對SO42-處理的穩(wěn)定性。PRB具有很強的抗沖擊能力，有機物累積存在穩(wěn)定期，約1000mg/L，SO42-的最大還原速率為1256mg/(L·d)。對TFe的去除率為99.9％以上