煤炭科学技术

作者：张健, 狄军贞, 姜国亮, 董艳荣, 王显军, 杨逾, 周新华,

关键词：褐煤, 酸性矿山废水, 硫酸盐还原菌, 球红假单胞菌, 固定化技术,

针对硫酸盐还原菌（Sulfate-Reducing Bacteria,SRB）易受高浓度重金属、低pH抑制，以及需要投加碳源材料等问题，采用微生物固定化技术，以SRB、球红假单胞菌和褐煤作为主要固定基质，制备褐煤协同球红假单胞菌固定SRB颗粒（L-P-SRB），探究L-P-SRB对酸性矿山废水（Acid Mine Drainage, AMD）中含Fe2+、Mn2+和SO4 2−的去除效果。基于还原动力学及吸附动力学结合扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱仪（FT-IR）等手段，揭示L-P-SRB处理AMD的机理。同时，探究了低温处理L-P-SRB对AMD的修复效果，为低温条件下矿区处理AMD提供一定的依据。结果表明：L-P-SRB对Fe2+和Mn2+的去除率分别为91%和79%，吸附Fe2+和Mn2+的过程均符合拟一级动力学；对SO4 2−的去除率分别达到了91.28%和81.94%，还原SO4 2−的过程符合一级动力学。与Fe2+相比，Mn2+对L-P-SRB活性有一定的抑制作用。L-P-SRB能将废水中的Fe2+、Mn2+和SO4 2−一次性去除，很好的解决了褐煤只能单纯吸附重金属离子和SRB需要投加碳源的问题。低温冷藏处理不会抑制L-P-SRB的活性，为一次制备多次使用提供了依据。由SEM和FT-IR检测可得，L-P-SRB在处理废水的过程中，球红假单胞菌优先发挥作用，破坏褐煤的结构，部分官能团被破坏，褐煤中的C—C、C=O以及环烃、烷烃、烯烃的侧链断裂，产生大量小分子有机物，增大了颗粒的比表面积，提高了颗粒的吸附能力。同时褐煤为SRB还原SO4 2−提供了载体和大量的碳源，促进了SRB的生长，提高了对AMD的处理效果。

来源：2023年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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