【摘要】：含重金屬離子酸性廢水是對環(huán)境污染最嚴(yán)重、對人類危害最大的工業(yè)廢水,利用微生物代謝和硫循環(huán)原理處理此類廢水是一門新興技術(shù)。為了增強(qiáng)微生物在廢水處理中的代謝活性,提高廢水處理效率,本文通過對SRB和SRB+Fe~0兩種體系反應(yīng)效果的比較,分析了各種因素影響反應(yīng)效果的方式和機(jī)理,重點(diǎn)研究了Fe~0對微生物硫酸鹽還原代謝和重金屬離子去除的強(qiáng)化作用和強(qiáng)化機(jī)理,并考察了利用SRB和Fe~0協(xié)同處理實(shí)際礦山廢水的效果。 首先,通過間歇實(shí)驗(yàn)考察了溫度、pH值和底物濃度等因素對SRB硫酸鹽還原代謝的影響及Fe~0在各種條件下的強(qiáng)化作用。結(jié)果表明,Fe~0不但可以降低反應(yīng)的活化能,增強(qiáng)體系對低溫的耐受性,同時還可以減小pH值變化對硫酸鹽還原速度的影響,加強(qiáng)微生物在高酸性條件下的代謝能力。另外,Fe~0通過對酶活性的調(diào)節(jié)作用,增強(qiáng)酶對底物的結(jié)合能力,在相同的處理能力下,SRB+Fe~0體系所需的底物濃度是SRB體系的75%。在此基礎(chǔ)上,對SRB和SRB+Fe~0兩種體系的硫酸鹽還原動力學(xué)進(jìn)行研究,得到硫酸鹽還原反應(yīng)速度經(jīng)驗(yàn)公式。 其次,研究了重金屬離子對SRB代謝的毒害作用、重金屬的去除機(jī)理及Fe~0的強(qiáng)化機(jī)理。提出了金屬離子濃度與硫酸鹽還原速度和還原率關(guān)系的模型,建立了重金屬離子對SRB活性抑制作用的評估指標(biāo),即金屬毒性系數(shù)β和50%活性抑制金屬離子濃度Ic。得出了金屬離子的毒性強(qiáng)弱順序,Cr~(6+)Cu~(2+)M~(n+)Mn~(2+)Zn~(2+)。金屬離子混合后,其毒性比各種金屬離子單獨(dú)作用的效果增強(qiáng)。明確了各種金屬離子的去除機(jī)理和去除形式,探討了Fe~0減小金屬離子毒性,強(qiáng)化金屬離子去除效果的機(jī)理。 最后,考察了利用上流式復(fù)合填料反應(yīng)器處理含重金屬酸性廢水的效果。結(jié)果表明,連續(xù)反應(yīng)器中各種金屬離子的毒性作用大大減弱,達(dá)到相同還原能力時,連續(xù)實(shí)驗(yàn)?zāi)艹惺艿慕饘匐x子濃度是間歇實(shí)驗(yàn)的2~6倍。在25℃下利用SRB+Fe~0體系處理實(shí)際酸性礦山廢水效果良好,體系SO_4~(2-)還原率為61%,pH值由進(jìn)液的2.75上升到6.20,Cu~(2+)濃度降至0.2mg·L~(-1)以下,達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn),對Mn~(2+)的去除效果不理想,去除率僅為53%。
【圖文】：

負(fù)荷運(yùn)行階段體系中各參數(shù)隨時間的變化情況
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：X703

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本文編號：2662894