硫酸盐还原菌在废水处理应用中的研究进展

ISSN1671-2900CN43-1347/TD采矿技术第4卷第4期MiningTechnology,Vol.4,No.42004年12月Dec.2004硫酸盐还原菌在废水处理应用中的研究进展段晓恒,丁德馨,王清良(南华大学,湖南衡阳421001)摘要:由于硫酸盐还原菌(SRB)生物处理法治理废水具有处理费用低、处理废水和重金属种类多等优点,具有很好的研究和应用前景。介绍了SRB处理废水的机理、特点以及在工业废水、生活污水和矿山废水处理中的研究进展和现状。关键词:SRB;处理;废水废水污染是一个全球性的问题,由于没有得到有效治理,废水污染问题已经成为世界各国亟待解决的重大问题。废水治理的方法很多,有物理法、化学法、生物法等。生物法由于成本低、效果好而受到广泛关注,成为新的研究方向,硫酸盐还原菌(Sulfatereducingbacteria,SRB)处理废水作为一项新的实用技术极具应用潜力[1~3]。1SRB处理法的原理及特点SRB处理法的原理是利用SRB在厌氧条件下,通过称之为异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原为H2S,H2S与废水中的重金属离子反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而去除重金属离子[4~5]。SRB处理法的特点是:处理费用低;处理废水和重金属种类多。2SRB处理废水的研究2.1处理酸性矿山废水酸性矿山废水污染的主要特征表现在:低pH值、高浓度硫酸盐和可溶性重金属离子。目前国内外主要采用石灰石或石灰作中和剂的中和法,也有采用湿地法处理酸性矿山废水。虽然目前中和法处理酸性矿山废水在工程应用上有了很大改进,但是中和法产生的巨量固体废弃物(硫酸钙)难以处置,引起严重的二次污染。湿地法处理酸性矿山废水是近年来研究的一项新技术,具有投资少,运行费用低,易于管理等优点。但是,湿地法占地面积大,处理受环境影响很大,而且对H2S的处理也不彻底,残余H2S易从土壤中逸出进入大气,污染环境。另外,湿地法还受一定的自然条件约束。因此,湿地法在应用上受到限制。利用SRB处理酸性矿山废水费用低,适用性强,无二次污染,因此受到环境工作者的广泛关注,成为酸性矿山废水处理技术研究的前沿课题。Sergey1997年进行了矿山酸性废水中SO2-4生物还原的研究[6],结果表明,当SO2-4负荷率为6g/L#d,HRT为5.0~0.85d,进水SO2-4浓度为0.84~5.0g/L时,SO2-4还原率达到80%。1993年日本金属矿业集团用全混合反应器处理重金属矿山酸性废水[7]。该工艺的工作原理是:SRB在厌氧条件下产生的H2S和废水中的重金属离子反应生成不溶性硫化物沉淀于反应器中。1994~1998年间,由美国环保总署(EPA)提供资金,利用SRB对利利-奥芬博伊矿的酸性矿山废水进行处理和控制,半工业试验[8]结果表明,金属去除率达到:Zn99%,A199%,Mn96%,Cd98%和Cu96%。2.2处理含重金属离子工业废水现代社会每年都会产生并排放大量含重金属离子的废水。由于重金属离子在环境中无法被生物分解,一旦进入环境后就会在环境中不断积累而难以去除,造成环境的长期污染。目前重金属废水的处理方法主要有沉淀法、离子交换法、电渗析和反渗透等方法。一般来说,这些方法的处理成本都较高。为了降低处理成本、提高处理效率,近年来人们对利用微生物处理重金属废水进行了大量研究,并取得了较大进展。1995年华尧熙等人研究了以厌氧污泥床培养SRB处理含锌废水的工艺[9],当模拟废水的锌浓度为500mg/L以下时,反应器均能正常运行。反应器对锌的去除率高于99%,其单位容积对重金属的去除率最高可达1300mg/L#d。冯易君等采用SRB处理某厂的镀铬废水[10],效果良好。试验结果表明,经过SRB处理后,铬从98mg/L降到8.1mg/L,同时其他金属离子也有所降低,如铅从0.27mg/L降到0.02mg/L,镉从1.75mg/L降到0.3mg/L等。Ueki等人研究了利用家畜粪便厌氧消化污泥,进行了矿山酸性废水中重金属离子处理的可能性研究[11],结果表明该方法能有效地去除废水中的重金属。当污泥加入量为1.0%~5.0%时,样品中铁离子的去除率高于88%。1997年田小光等研究了化学还原法和SRB吸附相结合的工艺处理电镀厂的含铬(Ö)废水[12]。中试研究结果表明,处理含Cr(Ö)30~40mg/L的废水时,Cr(Ö)去除率可达99.67%~99.97%。江苏大学缪应祺教授进行了SRB处理钛白粉生产废水试验研究[13]。试验结果表明,对模拟废水,42h内SO2-4的去除率达到92.1%;对钛白粉生产废水,42h内SO2-4的去除率可达到83.5%;COD/SO2-4值对SO2-4离子的去除有较大影响,比值在2~3时效果最佳。2.3处理有机废水河北科技大学杨景亮教