抗砷性微生物与零价铁协同作用去除砷污染机理研究

利用微生物技术从富砷地区微生物群落或活性污泥等筛选并鉴定具有特殊功能的抗砷性微生物：三价砷氧化菌。这类细菌能够替代常规化学预氧化技术将毒性较大的三价砷氧化成为毒性较弱的五价砷具有安全、经济和无二次污染等优点。在该微生物技术处理砷污染研究的基础之上，利用零价铁自身特点达到彻底去除水体中的砷污染，这种结合微生物反应与化学吸附的复合工艺具有很高的科研价值和潜在的应用前景。本项目的研究重点在于揭示具有特定功能的抗砷性微生物与零价铁在去除砷污染时的相互影响和协同作用等反应机理。本项目的研究为丰富砷污染处理技术提供了宝贵的思路和崭新的途径，也可促进微生物学、材料学和环境化学等不同学科的交叉融合，有着重要的学术意义。

根据本课题研究内容与方案，初步开展对河南省部分城市和农村等地区的地下水水质调查工作，结果显示大部分采集的地下水水样中所含的不同污染物（有机物、不同形态氮、无机砷）均符合国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），但是也存在个别地区地下水中硝态氮和无机砷达到安全值上限甚至超标的现象，未来需要进一步考察研究河南省地区地下水的水质情况；. 在实验室搭建三组平行的接种了传统活性污泥SBR反应器，通过3年多的长期运行研究证实活性污泥经过驯化后能够长期保证良好的三价砷氧化效果；采用传统的微生物分离技术从反应器中成功筛选出两株具有三价砷氧化功能的菌种；在长期运行过程中，SBR反应器内出现大量好氧颗粒污泥，同时发现存在同时反硝化和氧化三价砷的现象，通过试验进一步研究证实了反应器中的微生物可以利用氧气、亚硝酸根和硝酸根作为电子受体氧化三价砷，在此基础之上分析并获得在不同电子受体条件下驯化后的微生物氧化三价砷的动力学参数； . 在不同工艺参数（pH、三价砷初始浓度等）条件下，利用现有的微米级零价铁吸附三价砷，分析比较其去除砷的效果和反应机理；搭建以石英砂与零价铁作为混合介质的固定床反应器研究不同参数条件下去除水体中的三价砷，连续试验初步获得零价铁在反应过程中的自身氧化规律及吸附去除三价砷的性能；在活性污泥氧化三价砷和零价铁吸附砷的研究成果基础之上，搭建一组上流式厌氧污泥反应床UASB和固定床反应器的串联反应装置，目前正在开展利用驯化的活性污泥和零价铁实现同时去除高浓度硫酸根和三价砷的研究。