矿山酸性废水硫酸盐还原菌处理技术研究进展

S叩vl.Novem玩rZ(X)8金属矿山METALMINE增刊2(X)8年11月矿山破性底水硫砍盆递原菌处理杖术研究进展邱廷省彭艳平尹艳芬(江西理工大学)摘要综述了硫酸还原菌的还原机理,影响硫酸盐还原菌还原作用的因素,应用SRB处理AMD的发展现状,SRB处理方法具有优点及目前存在的问题。关扭词硫酸盐还原菌矿山政性度水主要进展StodyPr雌r璐onDis脚saI,eChooIogyofad山c而neDr咖明ebySulfateReducingBacte血华uTingshengPengYanpingYinYa刊ren(加叹笋止以心况。妙of反记nc。“耐Techno肠盯)AbstraCtThispaper15areviewonmetal沁lism~h耐sminuence俪torsofsulfate耐uction,influencingfacto招ofsulfate耐uctionanddevelopmentactUalityOfacid面nedr苗na罗比atlnent衍thsulfate耐ucingbacteria毗int找刁ueed,仆eSRBP~551飞meth记basthemeritandTheproblemspresendye石s囚目为ut朗id面nedrain卿treatmentare即int-edout叙y初n如Sulfate一redueingbaeteria,肠e二idie面neDrain昭e,Removal利用自然界硫循环原理的生物法处理含重金属离子酸性废水是一门前沿技术,其中利用SRB对酸性矿山废水进行厌氧生物处理备受研究者关注川。酸性矿ilJ废水(AeidieMineDrain卿简称AMD)的污染是一个世界性的问题。酸性矿山废水的主要特点为:低pH值、含高浓度的硫酸盐和可溶性的重金属离子。酸性矿山废水的排放将会对环境造成极大的危害,由于重金属离子不同于有机物,在环境中无法被生物分解。因而一旦进人环境后就会在环境中不断地积累而难以去除〔2]。造成环境的长期污染。废水中的酸会威胁到河流中的水生生物,还会污染地下水。一旦污染发生。实际上是不可能逆转的。美国每年需要花费数百万美元来处理这样的废水。我国的大部分煤炭和采矿工业区,均面临着严重的矿山废水污染问题。1硫酸盐还原菌及其还原机理硫酸盐还原菌通常指通过异化作用进行硫酸盐还原的一类细菌。它广泛分布于土壤、水稻田、海水、盐水、自来水、温泉水、地热地区,油井和天然气井,含硫沉积物,河底污泥、污水、绵羊瘤胃、动物肠道等环境中[’一4]。一般认为,硫酸盐还原菌形态、营养多样化,利用硫酸盐作为有机物异化作用的最终电子受体t’]。生物界一直将SRB归为严格的厌氧菌。但是最新的研究表明。硫酸盐还原菌不是严格厌氧菌,它甚至可以利用分子氧。SRB的分类从微生物学角度,人们将SRB分为1个属40多个种。但在工程应用中,这种分类方法不是很实用,现在国内外学者依据SRB对底物利用的不同将其分为3类(6J:¹氧化氢的硫酸盐还原菌HSRB;º氧化乙酸的硫酸盐还原菌ASRB;»氧化高级脂肪酸的硫酸盐还原菌FASR。关于硫酸盐还原菌代谢机理的研究还很不成熟,特别是关于合成代谢几乎一无所知,对于其分解机理已经有人做过研究{’〕,可以简单地将其代谢过程分为3个阶段。(l)分解阶段。在厌氧状态下,有机碳源通过“基质水平磷酸化”产生少量ATP和高能电子。(2)电子转移阶段。前一段产生的高能电子通过硫酸盐还原菌特有的电子传递链(如黄素蛋白、细胞色素C等)逐级传递,同时产生大量的ATP。(3)氧化阶段。电子转移给氧化态的硫元素邱廷省(l%2一),男,江西理工大学资源与环境工程学院,教授,341《XX〕江西省技州市红旗大道86号。增刊金属矿山2(X)8年11月(so三一),而将其还原为S,一。同时消耗A”。有机物不仅是SRB的碳源,也是其能源,硫酸盐(或氧化态的硫元素)仅作为最终电子受体起作用。硫酸盐作为SRB代谢过程中的最终电子受体,首先在细胞体外积累,然后进人细胞,在细胞内经多步反应和酶的催化作用,变成so:一和最终代谢产物S,一,硫离子被排出体外,进人周围环境。2影晌硫酸盐还原菌还原作用的因素形响SRB的硫酸盐还原作用的因素主要有以下几个方面。(1)pH值。pH值影响微生物的活动是由于氢离子与细胞膜中的酶相互作用的结果,同时也影响细胞壁上的酶活性〔’〕。合适的声值对微生物生长繁殖而言是必须的[,]。据相关文献报道〔’”],pH是形响SRB活力的主要因素。尽管硫酸盐还原菌对pH值的适应能力很强,适合SRB生长的pH值范围较广,一般在5.5一9.0之间SRB都可以生长繁殖,生长最适pH值一般在中性范围。pH值为7.0-7.5时硫酸盐还原效果最好。(2)温度。温度是影响厌氧50:一还原的主要环境参数。温度直