玉米芯为碳源实现酸性矿山废水生物处理

玉米芯为碳源实现酸性矿山废水生物处理万由令李龙海(江苏大学生物与环境工程学院江苏镇江212013)摘要引入了一种新的碳源玉米芯,对SRB法处理酸性矿山废水进行了更加深入的探索,分析了各种参数条件对SO2-4还原效果的影响,确定了常温下这种碳源所需要的最适宜工况条件,探讨了硫酸盐矿山废水的水质资源化问题,并对山西矿山废水的生物治理进行了可行性实验验证。实验证明,玉米芯为碳源时,矿山废水中SO2-4的出水值可达221.1mg/L,金属离子的浓度也都达到了生活饮用水的质量标准,所以玉米芯可作为酸性矿山废水资源化生物处理的合适有效碳源。关键词硫酸盐还原菌酸性矿山废水硫酸根玉米芯金属离子资源化处理BiologicalTreatmentforAcidMineDrainagebyUsingCorncobasCarbonSourceWanYoulingLiLonghai(CollegeofBiological&EnvironmentEngineering,JiangsuUniversityZhenjiang,Jiangsu212013)AbstractThecorncobisusedasakindofnewcarbonsourceandsomeresearchesontheacidminedrainagetreatmentwithSRBarecon-ducted.TheauthorsanalysethechangesofSO2-4followingwiththeparametersanddeterminethebestconditionsforthecarbonsource.SomeresearchesononekindofShanxiacidminedrainageareconductedatlastsoastoprovetheconclusions.Fromtheexperimentwecanconcludethatunderthenormaltemperature,whenthecarbonsourceissuppliedbycorncob,SO2-4intheimplementedwaterisabout221.1mg/L,manyheavymetalhydroniumsinthedrainagecanbecomesulfidesubsidetogetherwithsulfurandthewaterqualityofthetreateddrainagecanmeetthestandardofdrinkingwater.Sothecorncobcanbeusedasakindofeconomicandfeasiblecarbonsourcesinthetreatment.Keywordssulfate-reducingbacteriaacidminedrainagesulfatecorncobheavymetalhydroniumresourcerecovery随着国民经济的发展,酸性矿山废水(AMD)已经成为我国一个重要的水污染源。矿山废水的产生主要是因为在采掘过程中[1],矿藏中含有不同形式的矿化物在空气中的氧化作用和微生物的参与作用下而被氧化成硫酸盐,随着矿龄的增加,硫酸盐在矿山中不断地积累而导致矿山废水中含有硫酸盐的浓度很高。由于硫酸盐是强酸盐,会导致水体呈现酸性,造成土地的酸化及矿山水中含有的金属离子过高,特别是很多矿山水是被不断地反复使用以后才被排放,所以在使用的过程中还容易加速一些金属管道和器件的腐蚀损坏。经过一段时间的矿山废水必须被排放掉,但是仅仅一个中等大小的矿山,废水就高达30亿m3,而绝大多数的矿山处于水资源短缺的地区,矿山废水的产生加剧了我国水资源短缺的局面。矿山废水的任意排放也进一步加剧了周边地表水系和地下水系的污染,形成一种恶性循环。微生物法处理酸性矿山废水与其他方法相比,处理费用低,实用性强,无二次污染,还可以回收重要的单质硫;产生的硫化物可与重金属结合为金属硫化物沉淀,可以去除废水中的重金属离子,此种方法已成为酸性矿山废水处理技术的热门课题,当前在国内外已有广泛深入的研究。1实验机理1.1微生物法处理AMD的机理微生物法处理AMD就是利用硫酸盐还原菌(SRB)通过异化硫酸盐的生物还原反应,将硫酸盐还原为H2S,并利用某些微生物将H2S氧化为单质硫。近20余年来,由于选用不同碳源的培养基,SRB利用的有机碳源和电子供体的种类在不断扩大,迄今发现可支持其生长的基质已超过100种[2]。玉米芯的主要化学成分是C、H、O,符合SRB所需碳源化学成分的要求;同时玉米也是我国北方主要农作物,选择玉米芯作碳源取材方便,来源充足,成本低廉,其酸性发酵产物有可能成为SRB法处理酸性废水的合适碳源。本课题研究的目的之一就是寻