以氫氣為電子供體的硫酸鹽還原菌處理酸性礦山廢水

祝傳靜，田森林，黃建洪，李英杰，胡學偉

（昆明理工大學環境科學與工程學院，云南昆明650500）

礦產資源開發過程中產生的酸性礦山廢水（acid mine drainage，AMD），具有低pH、高重金屬和硫酸鹽等特點[1-2]，因其位于河流上游，會導致下游水環境污染、破壞飲用水安全保障、土壤質量下降等問題[3]。傳統采用石灰中和處理AMD存在中和廢渣產生量大[4]、重金屬含量高、堆存處置成本高等缺點。

硫酸鹽還原菌（sulphate reducing bacteria，SRB）可將生化轉化為S2-與AMD 中重金屬反應形成金屬硫化物沉淀[5-7]，其不僅無廢渣產生，而且可實現廢水中有價金屬的回收[8-9]。SRB常以乳酸鹽、乙酸鹽、乙醇等[10-11]可溶性有機物為電子供體，但該類有機化合物易導致出水中有機物殘留量大、COD高等問題[12-13]。Zhang等[14]以乳酸鈉為電子供體的SRB 處理AMD，出水COD 為500mg/L；Pakshirajan 等[15]以乳酸鹽為電子供體利用SRB 厭氧旋轉反應器處理AMD，出水COD達200～400mg/L；Sahinkaya等[16-17]利用乳酸鈉為電子供體的SRB流化床反應器處理AMD，出水COD 達400～600mg/L；Rodriguez等[18]以乙醇為電子供體利用SRB上流式厭氧污泥床處理AMD，出水COD 達500～700mg/L。上述研究均存在出水COD 殘留嚴重等問題，需要進行后續深度處理。

氫氣為清潔能源，可作為SRB 的電子供體，且以氣體為電子供體的SRB 運用于AMD 處理的研究較少。Foucher 等[19]以H2/CO2為電子供體的SRB治理AMD，其側重于氣體傳質和pH調控對重金屬選擇性沉淀的研究，對處理出水重金屬、總有機碳（TOC）效果等還沒有徹底研究。由于CO2進入水體易導致水體酸化，且其在SRB 還原系統中易被代謝轉化為大量的乙酸等有機物，本文僅采用H2為SRB 唯一電子供體處理AMD，對生化反應進程中pH 和氧化還原電位（ORP）、目標代謝產物H2S和S2-、出水重金屬和TOC 進行研究，以求為AMD的高效綠色處理提供一種可行途徑。……