《浮選廢水中黃藥與重金屬的協同去除研究》是依託昆明理工大學，由胡學偉擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：浮選廢水中黃藥與重金屬的協同去除研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：胡學偉
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統選礦廢水處理存在化學藥劑消耗大、二次污染嚴重、有價元素得不到有效回收等問題。 本研究提出採用生物強化組合方法，利用黃藥降解菌的代謝產物為硫酸鹽還原菌提供碳源和硫源，後通過硫酸鹽還原菌的共代謝產生負硫離子，廢水中重金屬離子反應生成金屬硫化物微晶沉澱而得以去除。以菌種最佳化培養為基礎，通過生物強化串聯反應器的聯調聯試，研究重金屬離子對菌種的毒性抑制，分析黃藥降解菌代謝產物對硫酸鹽還原菌生理活性的影響，考察硫酸鹽還原菌代謝產物回流對黃藥降解菌生理活性的影響，闡明兩者之間的代謝反饋作用機制，為黃藥降解和重金屬去除提供最佳化調控的理論依據。 通過黃藥降解菌與硫酸鹽還原菌的系統協同最佳化，解除重金屬離子對微生物的毒性抑制，實現廢水中選礦藥劑黃藥的快速降解與重金屬離子的硫化沉澱，回收廢水中的有價資源，實現以廢治廢和資源化回收利用。
結題摘要
礦產開發過程中產生大量含有重金屬和選礦藥劑的選礦廢水，本研究提出利用黃藥生物強化降解與硫酸鹽還原菌的協同代謝，實現廢水中選礦藥劑降解和有價金屬元素的資源化回收利用。 黃藥降解過程中共代謝基質的促進作用依次是：澱粉＞蔗糖＞葡萄糖，主要利用氮源為銨態氮，C/N為25:1。黃藥生物降解的主要代謝產物為CS2和雙黃藥，單硫代碳酸鹽和黃原酸為中間產物。Pb2+對黃藥的生物降解表現出抑制作用。Zn2+ 濃度越高，脫氫酶活性越低，說明脫氫酶促進還原反應。附著生長系統能加速黃藥的生化降解；生物膜載體和緩釋碳源均會影響EPS的含量和組成，進而影響黃藥降解速度和二硫化碳的積累量，但不影響黃藥降解過程中物質種類的變化。 硫酸鹽還原菌系統中Desulfovibrio、Desulfosporosinus等菌屬的相對豐富度較大，其中Desulfovibrio占總菌種的32%，是最優勢菌屬。在5~9的範圍內，SO42-還原均能進行；pH值決定著涉硫離子的形態及比例，進而控制SRB的代謝活性。硫酸根的去除率隨著COD/SO42-的增大而增大。乳酸鈉和葡萄糖明顯優於乙醇和乙酸鈉。在Fe0+SRB+有機碳源系統中，SRB還原硫酸鹽速率順序為：乳酸鈉＞葡萄糖＞白糖＞澱粉。維生素C有助於SRB還原硫酸根。 SRB還原過程中亞硫酸根轉化為硫化氫為主要限速步驟。亞硫酸鹽在還原為硫化物的過程中會產生連三硫酸鹽等中間產物。SRB代謝過程中的代謝產物，當硫離子以H2S形式存在時，導致體系的pH值和ORP迅速下降，而弱酸平衡向硫離子增加的方向移動時，pH值隨之增加。隨著反應的進行，S2-的量增加，弱酸平衡向H2S增加方向轉移，使得 pH值和ORP值下降。 有價金屬元素在載體上五種分類形態所占百分比大小依次為：有機質及硫化物結合態＞碳酸鹽結合態＞鐵（錳）結合態、殘渣晶格態＞金屬可交換態，表明沉澱物主要是以硫化物形式存在。甘蔗渣作為緩釋碳源能夠長期釋放小分子物質，保障SRB系統長期有效的運行，從而使得出水COD保持在一個相對較低的濃度。出水銅離子濃度穩定在0.5 mg/L以下，達到地表水環境質量Ⅱ類水標準(GB 3838-2002) ，並實現廢水中選礦藥劑降解和有價金屬元素的資源化回收利用。
