【摘 要】
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酸性铜矿废水(Acid Mineral Drainage,AMD)是一类pH值低、硫酸盐浓度含量高及含有一定可溶性金属离子的废水。如果不经有效处理而直接排入水体中,则会对环境造成极大的危害。
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酸性铜矿废水(Acid Mineral Drainage,AMD)是一类pH值低、硫酸盐浓度含量高及含有一定可溶性金属离子的废水。如果不经有效处理而直接排入水体中,则会对环境造成极大的危害。现有的处理方法主要有中和法和人工湿地法。中和法是通过向废水中投加碱性物质进行中和,但处理后泥渣多、难脱水,同时容易造成二次污染而使其应用受到限制;人工湿地法由于其植物耐受酸性脆弱,系统不受冲击,限制了其工程应用。本文在实验室前期工作的基础上,对现有硫酸盐还原菌(Sulphate Reducing Bacteria,SRB)进行耐酸驯化和载体固定化培养,然后自制厌氧反应器,利用自制的厌氧反应器对AMD进行处理,并对处理后水样的主要指标进行初步评价。SRB驯化:通过逐步降低培养基中pH值对SRB分批驯化培养,同时对培养液中pH和硫酸盐浓度变化情况进行分析比较,在此基础上对硫酸根去除的过程进行了动力学研究。研究结果表明,经驯化后,SRB能在pH为4的条件下生长,硫酸根的去除率能达15%,传代后硫酸根的去除率能达38%,没有经过驯化的SRB在pH为4的条件下几乎不能生长,硫酸根去除率仅为0.9%,这说明驯化过程对SRB的耐低pH生长能力有显著效果,这对后续SRB处理酸性铜矿废水起了关键的作用。并通过对硫酸根去除速率分析,构建了硫酸根去除模型。反应器的制作与特性:反应器由PVC管制作,分为三级。以氯化钾溶液为示踪剂,通过电导率和溶解氧的变化,研究有无填料时HRT和氮气搅拌对示踪剂的停留影响,进而研究反应器内水力混合状况。研究结果表明:多级反应器能满足反应器的厌氧环境,其内部构造利于强化反应器内部紊流程度,从而可以提高SRB与酸性铜矿废水的接触。反应器内每级表现为完全混合流态,而整体水流方向为推流流态。HRT越大,反应器内混合越充分。加入填料后反应器中容易出现滞留区或死区,而氮气的通入增强了反应器推流效果,有利于反应器内流体的混合。反应器的运行:采用两个相同的反应器,在有无填料的情况下,考察水力停留时间对其处理效果的影响。出水各项指标监测结果表明:反应器的水力停留时间为20h时处理废水的效果最佳,pH可从4.0上升到6.8左右,硫酸根离子的去除率达到95.17%,Cu2+的去除率为92.86%,Fe3+的去除率为96.51%,Mn2+的去除率为95.5%。
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