高效硫酸盐还原菌对煤矸石硫污染的修复作用

利用从黄土中分离的硫酸盐还原菌修复煤矸石酸性污染,以乳酸钠作碳源,探讨了加不同量碳源和不同接种量情况下硫酸根的去除率,并对煤矸石浸液的pH值、氧化还原电位和电导率的变化作定量测定,研究了硫酸盐还原菌的几种影响条件.实验结果表明:利用硫酸盐还原菌来修复煤矸石酸性污染的思路可行,向煤矸石中接种硫酸盐还原菌硫酸根最高转化率可达95.5%,可提高煤矸石浸液的pH值,降低其氧化还原电位和电导率,从源头上抑制酸矿水的产生,能有效控制含硫煤矸石在降雨酸性淋溶的环境污染.     

SRB菌的分离鉴定及其对矸石山酸性废水的处理

为了得到煤矸石山酸性废水处理的专属功能微生物,从湖南湘潭某煤矸石山周边土壤中分离筛选硫酸盐还原菌,分析菌株的16S rRNA基因序列,形态和生理生化特性,并利用得到的菌株处理矸石山酸性废水。16S rRNA基因序列分析表明,所分离得到的硫酸盐还原菌株S-7与Desulfuromonas alkenivorans同源性达到99.0%。该菌株为杆状稍有弯曲,能运动,大小(0.5~0.8)μm×(3.0~4.0)μm,革兰氏染色显阴性,最适生长温度为30℃,最适p H值范围6~8,酵母粉为最好的碳源和氮源,硫酸钠为最适合硫源,菌株经培养96 h后细胞浓度高达1.76×109个/m L。培养初始p H为7时,6 d可去除体系中90%硫酸根离子,而不同硫酸根离子浓度对菌株生长和硫酸盐去除效率影响不明显。S-7菌株对矸石山酸性废水中Fe,Mn,Pb和Zn四种重金属离子均存在处理效果,整体上去除效率为PbFeZnMn,其中Pb离子经7 d处理后去除率达到100%。     

基于化学-微生物法的煤矸石山酸化污染原位控制技术研究进展

含硫煤矸石在露天堆储过程中会产生酸化污染，释放出大量有毒有害气体和高盐酸性废水。常用的物理阻隔措施难以满足煤矸石短期堆储时工程量小、取用矸石方便的需求。因此，找到一种基于化学法和微生物法的煤矸石酸化临时抑制措施是矿区生态修复领域的热点问题。针对煤矸石氧化过程受微生物调控的特点，归纳总结了化学法和微生物法在煤矸石山污染原位控制中的应用现状和存在问题。化学法通过应用有机杀菌剂抑制氧化菌活性，降低了煤矸石氧化速率，但大量施加杀菌剂可能带来环境风险；微生物法通过筛选、驯化还原菌，调节淋溶液pH值的同时去除盐和重金属离子，但需要依赖外加碳源。在此基础上，提出了化学-微生物法协同的煤矸石山酸化污染原位控制技术，利用有机杀菌剂为还原菌提供碳源，还原菌降解杀菌剂能够减少环境风险。此外，改良菌种、研发新型杀菌剂及其缓蚀剂将是未来研究的重点方向。     

硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水研究进展

酸性矿山废水的处理对环境可持续性至关重要。目前,利用硫酸盐还原菌修复酸性矿山废水因高效经济、环境友好、绿色安全等优势,备受国内外研究学者的关注。因此,本文通过对有关硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水文献进行梳理,综述了酸性矿山废水的来源及危害,总结了硫酸盐还原菌去除酸性矿山废水中高硫酸盐和金属的机理,详细介绍了影响硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的主要因素,阐述了基于硫酸盐还原的生物反应器系统。最后,对硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究进行展望并提出建议。     

矿山酸性废水抑酸技术研究现状与展望

矿山开采及闭矿产生的酸性矿井水、固废堆场产生的酸性淋滤液对矿山生态环境造成了严重的影响，系统梳理与总结相关研究成果对进一步推动酸性矿山废水的治理具有重要意义。本文综述了阻氧覆盖、表面钝化、杀菌处理和微生物抑酸技术的方法原理与应用，分析了不同方法的优缺点和适应性。分析结果表明，抑制矿山废水酸化的方法主要包括物理化学法和微生物法；物理化学抑酸技术能够一定程度上从源头抑制AMD的产生，但存在适用条件限制、二次污染风险、材料易失效等缺点；目前微生物抑酸主要是通过铁还原菌、硫酸盐还原菌、复合型厌氧生物膜等抑酸微生物抑制AMD的产生，但大多处于研发和试验阶段。本研究基于金属硫化矿物微生物催化氧化产酸机理，提出利用“微生物间拮抗与竞争作用”筛选高效抑酸微生物，探索矿山酸性废水抑酸处理新方法。     

煤矸石山酸性废水污染控制技术研究进展

采煤业的迅猛发展导致煤矸石不断堆积,由煤矸石山产生的酸性废水污染受到了国内外学者的广泛关注。本文在分析煤矸石山酸性废水特点和环境危害的基础上,针对煤矸石山酸性废水酸度大和重金属含量高的问题,简述了矿山酸性废水处理方法的原理和优缺点,分析了不同处理方法的发展现状和技术瓶颈,为煤矸石山酸性废水处理技术的选择、应用和研发提供了关键参数。最后提出技术的耦合联用、源头的氧化控制和煤矸石的资源化减量将是今后解决煤矸石山酸性废水污染问题的重点发展方向。     

基于生物阴极MFC的PRB中试系统处理AMD研究

为研究基于SRB生物阴极微生物电池(MFC)的固定化硫酸盐还原菌可渗透反应墙(PRB)对提高PRB处理酸性矿井废水(AMD)效果的影响,构建了中试系统,考察了进水不同p H值、重金属离子浓度及不同HRT对系统处理AMD效果的影响。结果表明:(1)MFC区有很好的调节p H功能,进水p H=3,仍能调节PRB生化反应区进水及系统出水稳定在6.5左右。(2)重金属离子的去除以MFC区为主,系统最终出水重金属离子去除率在95%左右;调节HRT=4~2 d,Fe~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Ni~(2+)去除速率750~1 500 mg/(m~3·h),而Mn~(2+)去除速率略低为600~1 000 mg/(m~3·h)。(3)硫酸根的去除速率随碳源减少呈下降趋势;MFC外电压随碳源以及菌量的变化而显著变化。     

硫酸盐还原菌利用不同生物质碳源对酸性矿山废水的处理

针对多组分酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)污染严重,治理费用高的特点,基于硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)处理AMD具有成本低、适用性强、环境友好等诸多优点,从长期受煤矸石淋溶水污染的土壤中纯化培养一株SRB,并采用廉价易得的玉米芯、甘蔗渣和花生壳作为SRB生长碳源分别构造1号,2号,3号组动态柱,进行处理AMD的模拟实验,以探讨SRB利用生物质碳源处理AMD的有效性和规律性。各动态柱分别按照正交试验最优配比进行装填,其中,1号柱中SRB生物量和60目玉米芯按固液比分别为106. 8∶100(mg∶m L)和3. 5∶100(g∶m L)装填,2号柱中SRB生物量和100目甘蔗渣按固液比分别为71. 2∶100(mg∶m L)和4. 5∶100(g∶m L)装填,3号柱中SRB生物量和100目花生壳按固液比分别为106. 8∶100(mg∶m L)和4. 5∶100(g∶m L)装填。实验结果显示,以100目甘蔗渣为碳源的2号柱处理AMD的效果较好,对SO_4~(2-),Fe~(3+),Mn~(2+),Cr~(6+),Cr~(3+)平均去除率分别为61. 63%,99. 81%,72. 35%,96. 8%,100%,而体系出水的p H值和ORP值分别为6. 38～7. 30,-246 m V,表明SRB以甘蔗渣为碳源时的生长代谢活性优于玉米芯和花生壳,甘蔗渣可实现较持久的碳源供应。通过反应前后生物质材料的SEM和XRD分析表明,大量的Fe元素主要通过生物质材料的化学吸附方式被去除,而Mn和Cr元素主要通过与硫酸盐还原菌的代谢产物反应生成金属硫化物沉淀除去,少部分金属元素通过生物质材料的物理吸附被去除。同时,反应前生物质材料表面结构完整,反应后的生物质材料结构被破坏并附着纳米级金属硫化物沉淀。     

矿山废水处理的研究综述

矿山废水成分复杂,对环境造成了污染。综述了中和、人工湿地、微生物3种处理矿山废水的方法。对微生物处理技术中的硫酸盐还原菌和铁氧化菌的作用机理、特征及影响因素作了较详细的介绍。针对铀矿山废水的特殊性,还简介了该废水的治理技术。     

改性自燃煤矸石处理含Fe~(2+)、Mn~(2+)煤矿酸性废水实验

针对煤矿酸性废水中Fe2+、Mn2+含量高、处理难度大、处理成本高等问题,采用自燃煤矸石及Na OH、Na Cl、HCl活化改性煤矸石对煤矿酸性废水中Fe2+、Mn2+进行处理,单因素静态实验、SEM与XRD矿物学分析研究表明,自燃煤矸石的最佳反应条件为:粒径120~180μm,投加量4 g/50m L,p H值为5,震荡时间150 min。Na OH活化改性过程由于煤矸石结构发生较大改变,孔隙、比表面积增大,处理效果最好,最佳改性条件为:浓度3 mol/L,液固比2 L/kg,浸泡时间8 h。     

温度对煤矸石动态淋溶特性的影响

煤矸石长期堆存将对周边环境造成酸性污染和重金属含量超标。为研究煤矸石山发生氧化自热对酸性污染物降雨淋溶释放特性的影响机理,以山西省阳煤集团煤矸石为研究对象,建立了自动温控喷淋系统,通过对不同温度煤矸石进行动态淋溶实验,研究了淋溶液中pH值、电导率(EC)值、氧化还原电位(ORP)和硫酸盐(SO_4~(2-))含量的淋溶规律,并对淋溶前后煤矸石矿物组成进行半定量分析。结果表明:风化煤矸石中含有大量硫酸盐等可溶性组分,且酸性组分含量大于碱性组分和黏土矿物组分中和量总和,初期润湿液SO_4~(2-)含量超过地下Ⅲ类水指标,可看作高度矿化水,呈弱酸性和氧化状态,但氧化性未超过一般界定氧化性土壤的值(400 mV);随着累计淋溶时间延长,淋溶液pH值先增大后减小并最终趋于稳定,在t=3 h达到最大值为7. 34～8. 03,SO_4~(2-)含量和EC值先急剧减小后趋于稳定,稳态值分别约为2 500 mg/L和2 mS/cm,ORP在325. 9～435. 2 mV波动;随着温度升高(50～200℃),淋溶液稳态pH值(pH_s)和煤矸石剩余黄铁矿含量先减小后增大,150～200的pH_s值小于5.79,SO_4~(2-)含量和石膏相对质量分数先增大后减小,ORP波动性增强,相对标准偏差RSD由9. 54%增大到10.06%,EC值受温度影响不显著;淋溶液各项指标均在150℃条件下取得极值,pH_(s,min)为4. 98,呈较强酸性;ORP_(max)为435. 2 mV,呈强氧化态。由此可得:煤矸石中产酸物质氧化作用可分为风化氧化和自热氧化,主要受环境温度、含水量和与空气接触程度的综合影响;煤矸石自热氧化造成的酸性污染演变过程是由碱性组分、含氮物质和氧化产生的酸性组分共同决定的,且3种组分淋溶释放速率经长期堆存后逐渐趋于稳定。本研究解释了煤矸石中黄铁矿氧化产酸受环境温度的影响机制,为自热煤矸石山降雨淋溶造成酸性污染动力学演变预测提供依据。     

硫酸盐还原菌治理地浸采铀地下水的柱实验研究

以新疆某地浸采铀矿山为实例,通过柱实验研究了硫酸盐还原菌去除地浸采铀污染地下水中铀和硫酸盐等污染物的潜力.实验结果表明,硫酸盐还原菌可有效去除地浸采铀矿山地下水中的污染物U(Ⅵ)和SO2-4,U(Ⅵ)的去除率可达94.5%,硫酸根去除率为75.3%,地下水的pH值可达到近中性.U(Ⅵ)和硫酸根都是作为硫酸盐还原菌的电子受体而通过生物还原去除的.研究结果为地漫废水的原住修复提供了新的生物技术思路.     

硫酸盐还原菌处理矿山酸性废水的研究进展

系统地综述了硫酸盐还原菌(SRB)的还原机理,分析了影响硫酸盐还原菌还原作用的因素以及SRB处理方法的优点,提出了SRB处理酸性矿山废水(MAD)发展趋势。     

煤系地下水的硫酸盐还原菌与水文地球化学效应

为探索煤系地下水的硫酸盐异常偏低的机理,从井下705 m深钻孔地下水中分离得到1株硫酸盐还原菌GY-2,经16S rRNA测序及序列对比,鉴定为滴状脱硫肠状菌（Desulfotomaculum guttoideum）。实验结果显示,该菌株只在厌氧条件生长,适宜环境为中温、中性-弱碱性、中低矿化度的封闭含水地层,Fe 2+ 对菌株生长有显著促进作用。菌株的发现证实了煤系深部地下水的还原作用和硫酸盐还原菌的存在,对部分煤矿区地下水（HCO - 3 +CO 2- 3 ）/SO 2- 4 之比随着地层的埋深逐渐加大,而由大到小再到大的规律用硫酸盐还原作用和地下水氧化还原电位与水质类型对应关系作出了解释。     

酸性煤矸石山中氧化亚铁硫杆菌的杀菌剂研究现状

氧化亚铁硫杆菌的生物催化加速了煤矸石山的酸化氧化,抑制生物氧化的综合源头污染控制具有重要意义。对目前国内外氧化亚铁硫杆菌的杀菌剂研究现状进行了综述,在氧化亚铁硫杆菌的特征和催化作用的基础上归纳了考察杀菌剂抑菌效果的重要指标,鉴于在源头控制污染方法中遇到成本高、效率低等问题,提出新型复合杀菌与缓释包膜联合技术在矿山治理中的应用前景,为酸性煤矸石山原位控制应用提供参考。     

用SRB修复污染的酸性矿山废水

《Hydrometallurgy》2005年77卷(1~2)期上发表了Luptarova A·文章,介绍用硫酸盐还原菌(SRB)修复被重金属污染的酸性矿山外排废水的研究成果。随采矿活动的进行,酸性矿山外排废水(AMD)已成为威胁环境的主要问题。这种利用SRB去除AMD中重金属的方法是基于SRB在该环境下产生HS-,从而使重金属生成溶解度较小的硫化物沉淀。反应式如下:4 H2 SO42- H SRBHS- 4 H2O,有机质(C·H·O) SO42-SRBHS- HCO3-,Me2 HS-MeS H 。作者以2种不同的方法,考察了SRB对样品溶液中沉淀Cu2 的动力学。第一种方法使用1个反应器,在该反应器种,…     

用硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水

《Mining Engineering》1999年 6月号发表 Canty M.的文章 ,报道了用硫酸盐还原菌( SRB)处理和控制酸性矿山外排废水 ( AMD)的中间工厂规模和现场试验的结果。这些试验为矿山废物处理工艺项目的一部分 ,该项目由美国环境保护机构 ( EPA)提供资金 ,由 EPA和美国能源部西部环境工艺局共同管理。硫酸盐还原菌是一种普通厌氧菌族 ,当碳和硫酸盐为其提供营养源时 ,在细菌的还原作用下 ,体系中即可生成 H2 S和 HCO- 3 ,从而使 AMD中金属离子生成硫化物沉淀而除去 ,同时也中和了 AMD。现场验证试验前 ,进行了中间工厂规模的试验。中间工…     

酸性矿山废水形成与处理中的微生物作用

介绍硫酸盐还原菌(SRB)法处理酸性矿山废水的机理、影响因素和发展现状,指出目前酸性矿山废水处理中存在问题并提出解决方法。     

煤矸石山酸性矿山废水的控制研究综述

综述煤矸石山酸性矿山废水的控制研究结果.传统的酸性矿山废水治理如碱性物质中和法、湿地处理法等为末端治理,而新的有效方法如杀菌剂法、表面钝化处理法、有机物质覆盖法等则从根本上控制煤矸石山酸性矿山废水的产生.     

污泥厌氧发酵-硫酸盐还原菌耦合体系产电性能和处理酸性矿井水的研究

为原位治理高硫煤矿区酸性矿井水,建立微生物燃料电池污泥厌氧发酵-硫酸盐还原菌耦合体系,考察了电极类型、阳极面积、极间距、离子浓度对产电性能和处理酸性矿井水中的硫酸盐效果的影响。单因素试验结果表明,碳布为阳极、极间距适中(3 cm)时,产电最佳;阳极面积越小、NaCl浓度越高,功率密度越大;硫酸根去除率的最佳条件为：碳布为阳极、极间距为5 cm、离子浓度适中,阳极面积越大,对硫酸根去除率越高。以硫酸盐去除最佳条件构建单室无膜碳片为阳极的耦合产电体系,所产生的最大功率密度为2.093 3 mW/m 2,10 d后污泥的COD去除率为43%,废水SO 2-4的平均去除速率达194.4 mg/(L·d -1),最高去除率为64%,比开路时的SO 2-4去除率提高24%。污泥厌氧发酵-硫酸盐还原菌耦合产电体系可同时实现降解剩余污泥和处理含SO 2-4废水。