利用嗜酸铁还原菌JF-5强化煤矿酸性水的SBR生物修复法
批准号:
41102096
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
孙红福
依托单位:
学科分类:
D0208.煤地质学
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
张梦、李静琴、王娉娉
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中文摘要
我国面临的矿山酸性水污染问题日趋严重,迫切需要对现有酸性水处理方法进行改进和完善,其中对酸性矿井水微生物处理法的改进一直是研究的热点。本项目通过对具有高效处理能力的嗜酸铁还原菌JF-5的生长特性、对重金属离子耐受能力、以及去除金属离子机理的研究,将其应用于酸性矿山废水的硫酸根还原菌处理法(SRB)中,克服传统SRB生物修复法的缺点,提高酸性水主要污染离子-铁离子和其它污染离子的去除率和去除效果,增加金属沉淀物的化学稳定性,提高了SRB生物法的处理效率。项目研究成果能够提高我国煤矿酸性矿井水SRB生物处理法的效率和效果,降低我国矿山酸性矿井水的污染问题。
英文摘要
课题组通过查阅文献及现场采样分析,确定了我国煤矿酸性废水的有害离子种类和浓度范围,并以此为依据进行嗜酸铁还原菌JF-5对有害离子的耐受实验,实验结果表明,嗜酸铁还原菌JF-5完全有能力在煤矿酸性水中存活并发挥其还原三价铁的功能。嗜酸铁还原菌JF-5对Al、Zn、Mn、Ni、Cr、As的耐受实验表明JF-5在高浓度Al3+,Zn2+和 Mn2+的环境中表现普遍比Ni2+,Cr6+ 和As5+中好,对比Al3+,Zn2+和 Mn2+,发现Zn2+对JF-5的影响比较大。JF-5对Ni和As的耐受性要好于Cr,当Ni和As都是5 mg/L时,对应的铁还原率分别为48%和41%,而Cr组此时已检测不出,这说明JF-5对Cr6+的耐受性最低,同时也表明未经驯化的JF-5不能在Cr6+浓度大于5mg/L 的环境中生存,即使JF-5能把Cr6+还原至Cr3+。通过对JF-5和SRB的研究,结合一般AMD成分,确定JF-5和SRB能够胜任分步处理AMD的工作。.确定了我国煤矿酸性废水的有害离子种类和浓度范围,以及JF-5对酸性水中重金属离子的耐受能力后,课题组开展了JF-5+SRB联合修复酸性水的研究,即纯微生物法,不添加中和剂,先利用JF-5在AMD(pH为2.4)中还原Fe3+,再将还原后的AMD缓缓通入SRB柱,让SRB还原SO42-,同时SRB自产碱中和pH,维持SRB生存pH范围。然而该修复法在实验过程中发现效率太低,因为本身SRB产碱就是微量的,蠕动泵通入速率过快则和SO42-和As5+的去除效果大大降低。实验证明, 1.699 ml/h 的流速都太大,不足让SRB(273ml)产碱中和通入的酸。.为提高处理效率,我们引入灰岩作为中和剂并设计了三组实验来对比JF-5对煤矿酸性水SRB生物修复法的强化效果。实验一:JF-5+灰岩,即AMD经JF-5处理后通入灰岩柱,直接出水;实验二:JF-5+灰岩+SRB,即AMD经JF-5处理后通入长满SRB的灰岩柱,然后出水;实验三:灰岩+SRB,即AMD未经JF-5处理直接通入长满SRB的灰岩柱。实验结果表明JF-5对传统SRB法的强化效果很明显,JF-5的引入大大降低反应系统的渗透性,使得整个系统不易堵塞,并且在有害离子去除效果方面也有很大提高。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2014
期刊:地球科学-中国地质大学学报
影响因子:--
作者:赵峰华, 孙红福#;刘乃利;等
通讯作者:等
DOI:--
发表时间:--
期刊:煤田地质与勘探
影响因子:--
作者:李文生;孙红福
通讯作者:孙红福
DOI:--
发表时间:2012
期刊:中国矿业大学学报
影响因子:--
作者:孙红福;赵峰华, 张梦, 等
通讯作者:赵峰华, 张梦, 等
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国矿业大学学报
影响因子:--
作者:赵峰华, 孙红福#, 刘乃利
通讯作者:赵峰华, 孙红福#, 刘乃利
Behavior of rare earth elements in acid coal mine drainage in Shanxi Province, China
山西省酸性煤矿排水中稀土元素的行为
DOI:10.1007/s12665-011-1497-7
发表时间:2012-09
期刊:Environmental Earth Sciences
影响因子:2.8
作者:Sun, Hongfu;Zhao, Fenghua;Zhang, Meng;Li, Jingqin
通讯作者:Li, Jingqin
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