浮选废水中黄药与重金属的协同去除研究

Normal treatment of beneficiation wastewater have series shortage,such as high csot in chemicals ，serious secondary polltion and value elements lost. Through combine bioaugmentation，the metabolic product of Xanthates biodegradation was used as carbon source and sulfur source of sulfate-reducing bacteria( SRB). Through cometabolic of SRB, its metabolic product S(-2) reacted with heavy metals ions and form the metal sediment.in this way heavy metal ion could be removed. In the tandem reactor and part circulation, based on optimun cultue of two bacterium, the effects of metabolic product of Xanthates on metabolic activity of SRB were analysised, the effects of metabolic product of SRB on metabolic activity of SRB were xanthates was also analysised. We could explore the metabolic feedback mechnism between Xanthates biodegradation bacterium and SRB and provide the theory about optimization control. Through the cooperation of xanthates biodegrading bacterial strain and SRB, the toxic inhibition of heavy metals was abated, realized the rapid biodegradation of xanthates and removal of heavy metal ions synchronizatly. the value elements in wastewater could recovery effectively.

传统选矿废水处理存在化学药剂消耗大、二次污染严重、有价元素得不到有效回收等问题。 本研究提出采用生物强化组合方法，利用黄药降解菌的代谢产物为硫酸盐还原菌提供碳源和硫源，后通过硫酸盐还原菌的共代谢产生负硫离子，废水中重金属离子反应生成金属硫化物微晶沉淀而得以去除。以菌种优化培养为基础，通过生物强化串联反应器的联调联试，研究重金属离子对菌种的毒性抑制，分析黄药降解菌代谢产物对硫酸盐还原菌生理活性的影响，考察硫酸盐还原菌代谢产物回流对黄药降解菌生理活性的影响，阐明两者之间的代谢反馈作用机制，为黄药降解和重金属去除提供优化调控的理论依据。 通过黄药降解菌与硫酸盐还原菌的系统协同优化，解除重金属离子对微生物的毒性抑制，实现废水中选矿药剂黄药的快速降解与重金属离子的硫化沉淀，回收废水中的有价资源，实现以废治废和资源化回收利用。

矿产开发过程中产生大量含有重金属和选矿药剂的选矿废水，本研究提出利用黄药生物强化降解与硫酸盐还原菌的协同代谢，实现废水中选矿药剂降解和有价金属元素的资源化回收利用。.黄药降解过程中共代谢基质的促进作用依次是：淀粉>蔗糖>葡萄糖，主要利用氮源为铵态氮，C/N为25:1。黄药生物降解的主要代谢产物为CS2和双黄药，单硫代碳酸盐和黄原酸为中间产物。Pb2+对黄药的生物降解表现出抑制作用。Zn2+ 浓度越高，脱氢酶活性越低，说明脱氢酶促进还原反应。附着生长系统能加速黄药的生化降解；生物膜载体和缓释碳源均会影响EPS的含量和组成，进而影响黄药降解速度和二硫化碳的积累量，但不影响黄药降解过程中物质种类的变化。.硫酸盐还原菌系统中Desulfovibrio、Desulfosporosinus等菌属的相对丰富度较大，其中Desulfovibrio占总菌种的32%，是最优势菌属。在5~9的范围内，SO42-还原均能进行；pH值决定着涉硫离子的形态及比例，进而控制SRB的代谢活性。硫酸根的去除率随着COD/SO42-的增大而增大。乳酸钠和葡萄糖明显优于乙醇和乙酸钠。在Fe0+SRB+有机碳源系统中，SRB还原硫酸盐速率顺序为：乳酸钠＞葡萄糖＞白糖＞淀粉。维生素C有助于SRB还原硫酸根。.SRB还原过程中亚硫酸根转化为硫化氢为主要限速步骤。亚硫酸盐在还原为硫化物的过程中会产生连三硫酸盐等中间产物。SRB代谢过程中的代谢产物，当硫离子以H2S形式存在时，导致体系的pH值和ORP迅速下降，而弱酸平衡向硫离子增加的方向移动时，pH值随之增加。随着反应的进行，S2-的量增加，弱酸平衡向H2S增加方向转移，使得 pH值和ORP值下降。.有价金属元素在载体上五种分类形态所占百分比大小依次为：有机质及硫化物结合态>碳酸盐结合态>铁（锰）结合态、残渣晶格态>金属可交换态，表明沉淀物主要是以硫化物形式存在。甘蔗渣作为缓释碳源能够长期释放小分子物质，保障SRB系统长期有效的运行，从而使得出水COD保持在一个相对较低的浓度。出水铜离子浓度稳定在0.5 mg/L以下，达到地表水环境质量Ⅱ类水标准(GB 3838-2002) ，并实现废水中选矿药剂降解和有价金属元素的资源化回收利用。