生物硫铁复合材料处理含铜废水及机理研究

中国环境科学2012,32(2)：249~253ChinaEnvironmentalScience生物硫铁复合材料处理含铜废水及机理研究罗丽卉,谢翼飞,李旭东*(中国科学院成都生物研究所,四川成都610041)摘要：利用Hungate分离出一株产生物硫铁复合材料(生物硫铁)的硫酸盐还原菌SRB2,考察了投加量、pH值、温度、搅拌速度对生物硫铁处理含铜废水的影响,并分别从化学置换、胞外聚合物(EPS)吸附等途径研究了生物硫铁去除Cu2+的机理.结果表明,生物硫铁投加量越大、温度越高对铜的去除效果最好,在pH4.0、35℃、0.6661g生物硫铁、搅拌速度100r/min时,2min即可使Cu2+去除率达到99.9%以上.化学置换途径在生物硫铁去除Cu2+时占主导地位,10min去除率达90.9%,EPS吸附途径在生物硫铁去除Cu2+过程中不占优势,24h去除率为38%.关键词：生物硫铁复合材料；含铜废水；化学置换；EPS吸附中图分类号：X703.5文献标识码：A文章编号：1000-6923(2012)02-0249-05Biologicalironsulfidecompositesinthetreatmentofcopper-contaminatedwastewateranditsmechanism.LUOLi-hui,XIEYi-fei,LIXu-dong*(ChengduInstituteofBiology,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610041,China).ChinaEnvironmentalScience,2012,32(2)：249~253Abstract：AstrainofsulfatereducingbacteriaSRB2,whichcouldgeneratethebiologicalironsulfidecomposites,wasisolatedbyusingtheHungateanaerobictechnique.TheinfluencesofpH,temperature,stirringspeed,anddosageontheremovalofCu2+fromwastewaterbybiologicalironsulfidecompositeswereinvestigated.MeanwhilethemechanismofreducingremoveCu2+throughreplacementapproachandEPSadsorptionapproachwerestudied.Cu2+reductionrateincreasedwiththeincreaseofdosageandtemperature.At35℃,pH4.0,stirringspeedof100r/min,whenthedosageofbiologicalironsulfidecompositesreached0.6661g,theremovalrateofCu2+couldbeabove99.9%within2min.Therefore,greatprospectsexistfortheapplicationofbiologicalironsulfidecompositesintheemergencytreatmentofcopper-contaminatedwastewaterandheavymetalpollution.Thereplacementapproachwitharemovalrateof90.9%,predominatedintheprocessofreducingCu2+,whiletheEPSadsorptionapproachwhichremoved38%oftheCu2+in24h,wasnotpreponderantintheprocessofreducingCu2+.Keywords：biologicalironsulfidecomposites；copper-contaminatedwastewater；replacementapproach；EPSadsorptionapproach随着冶金工业和电子工业的发展,产生了大量的铜粉洗涤废水、电镀废水和印刷电路板生产过程的碱氨蚀刻废液等重金属废水,如不有效处理,对人及环境都有极大危害[1].目前重金属废水的处理方法主要有化学沉淀、离子交换、氧化还原、萃取、膜分离、电解、吸附[2-4]等方法,不同程度地存在投资大、能耗多、不易达标、污泥量大、造成二次污染等问题.硫酸盐还原菌(SRB)作为重金属废水生物处理中的重要微生物,是国内外研究的热点.Watson等[5]发现硫酸盐还原菌(SRB)生成的FeS是一种极好的处理剂,其具