原菌固定化顆粒有效性和適用性。
[0076]組裝的升流式厭氧填充床(UAPB)和可滲透反應墻(PRB)兩個反應器，裝置系統(tǒng)圖如圖2所示，兩個反應器均為有機玻璃管制作，高200mm，內(nèi)徑60mm，總體積約為560mL。PRB的構造從下至上依次為高20mm、粒徑3?5mm的碎石層，高20mm、粒徑為30?60目的粗砂層，高70mm的固定化顆粒層，再于頂部覆蓋高30mm、粒徑為60?100目的細砂，其中固定化顆粒層的有效孔隙體積為85mL。在UAPB中加入的硫酸鹽還原菌固定化顆粒的量與PRB相同，運行流速取地下水流速的3倍，即300mm/d。
[0077]向已構建完成的反應器內(nèi)通入水樣，UAPB和PRB分別采用變頻泵和流量計控制流速。分為兩個階段進行，第一階段采用水樣的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、S042_濃度分別為100、50、14、6、81611^/1，？!1值為4.0。在第二階段中提高水樣的污染負荷，采用水樣的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、SO42I農(nóng)度分別為 100、50、28、12、2528mg/L，pH 值為 3。
[0078]在試驗過程中，收集反應器處理的水量定期測量，采用孔隙體積數(shù)作為橫坐標(即反應器處理的累積水量與PRB污泥顆粒層有效孔隙體積的比值)，以出水中各污染物的濃度或去除率為縱坐標，分析反應器的處理時況。
[0079]兩反應器處理效果分析見圖3:UAPB與PRB均具有較強的pH提升能力，在高污染負荷階段的出水值分別為7.2和7.8，PRB略高于UAPB ;但是，UAPB出水OD6cJ直增加顯著，出水渾濁，PRB處理前后OD6cJ直幾乎相同，出水感官性良好；玉米芯在UAPB中的水解受污染負荷變化影響較大，有機物的急劇累積和快速消耗降低了該系統(tǒng)對SO/—處理的穩(wěn)定性；PRB具有很強的抗沖擊能力，有機物累積在兩個階段都存在穩(wěn)定期，約1000mg/L，SO42-的最大還原速率為1256mg/(L.d) ;PRB在可溶性鐵錳去除方面存在明顯優(yōu)勢，對TFe的去除率為99.9%以上，在硫酸鹽還原菌固定化顆粒吸附飽和之后，對Mn2+的去除率約為3.74mg/(L.d)，遠高于 UAPB 的 10% ο
[0080]實施例2和3中制得的硫酸鹽還原菌固定化顆粒，經(jīng)活化后，用上述可滲透反應墻(PRB)反應器在相同水樣下測試，在高污染負荷階段的出水值中C0D、Fe2+、Mn2+、S042_平均值分別為:726,0.022、5.28,505.6mg/L 和 673、0.018、4.63,487.5mg/L，pH 值平均分別為 7.4和 7.3o
[0081]實施例7
[0082]實施例6中使用后的硫酸鹽還原菌固定化顆粒對H+、金屬離子等物質(zhì)去除率下降后，可采用COD為5000mg/L?10000mg/L的生物質(zhì)發(fā)酵液浸泡24h?48h，可將硫酸鹽還原菌固定化顆粒再生，重新用于處理煤礦酸性廢水；
[0083]生物質(zhì)發(fā)酵液可選用:1、酵母提取物5g，蛋白胨10g，NaCl 5g，瓊脂15?20g，水100mL, pH 7.4?7.6配制的生物質(zhì)發(fā)酵液；2、乳酸鈉溶液或者其他常規(guī)生物發(fā)酵液。
【主權項】
1.一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒，其特征在于，由硫酸鹽還原菌污泥、鋼渣粉、麥飯石、聚乙烯醇、海藻酸鈉、生物質(zhì)材料和水組成； 其中，各組分的重量百分含量為:20 %?45 %的硫酸鹽還原菌污泥、2 %?8 %的鋼渣粉、3%?10%的麥飯石、5%?9%的聚乙烯醇、0.2%?1.5%的海藻酸鈉、4%?15%的生物質(zhì)材料、11.5?65.8%的水。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒，其特征在于，所述硫酸鹽還原菌污泥為硫酸鹽還原菌污泥原液，經(jīng)離心濃縮至MLVSS濃度為10mg/L?15mg/L。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒，其特征在于，所述鋼渣粉為粒徑80目?100目的鋼渣粉。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒，其特征在于，所述麥飯石為粒徑50目?80目的普通麥飯石或改性麥飯石。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒，其特征在于，所述生物質(zhì)材料為制成粒徑< 100目粉末的廉價農(nóng)業(yè)廢棄物。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將聚乙烯醇與海藻酸鈉加入到蒸餾水中，密封后在室溫下充分溶脹20?30h，再置于90±5°C的恒溫水浴鍋內(nèi)加熱，并不斷攪拌，直至凝膠中無氣泡； (2)將生物質(zhì)材料、鋼渣粉和麥飯石或改性麥飯石緩緩加入到凝膠中，攪拌均勻后將混合物冷卻至37±1°C ; (3)將硫酸鹽還原菌污泥原液放入離心機中在2000rpm?4000rpm轉(zhuǎn)速下離心6min?15min，濃縮至MLVSS濃度為10mg/L_15mg/L后，加入到步驟(2)得到的混合物中，再充分攪拌均勻； (4)將步驟(3)制得的混合物勻速滴入含2%?5%CaCl2, pH值為5.0?7.0的飽和硼酸溶液中，交聯(lián)反應4h?8h，得到硫酸鹽還原菌固定化顆粒。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒的制備方法，其特征在于，所述生物質(zhì)材料的制備方法為:將廉價農(nóng)業(yè)廢棄物干燥后，經(jīng)破碎，制成粒徑< 100目的粉末；所述鋼渣粉的制備方法為，取粒徑為80目?100目鋼渣粉，酸洗后，干燥；所述麥飯石的制備方法為:選取粒徑為50目?80目的普通麥飯石粉，用水沖洗后，風干；所述改性麥飯石的制備方法為:將粒徑為50目?80目的麥飯石粉與2mol/L的NaOH溶液按照質(zhì)量與體積之比為(1: 5?1:10) kg/L混合，浸泡I?3h，再以150?200r/min速率振蕩2?3h，然后取出麥飯石，用去離子水浸洗，最后在300?500°C溫度下烘烤60?90min后，自然冷卻。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆?；驒嗬?所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒的制備方法，其特征在于，所述硫酸鹽還原菌污泥原液為:取含有硫酸鹽還原菌和水解微生物的硫酸鹽還原菌原料，稀釋10-20倍后，取出25mL-50mL加到500mL-1000mL改進型Starkey式培養(yǎng)基中，37 ± I °C恒溫厭氧培養(yǎng)數(shù)周，形成硫酸鹽還原菌為污泥中的優(yōu)勢菌種、并包括水解微生物在內(nèi)的多種微生物菌種共存的混合硫酸鹽還原菌污泥菌團；當培養(yǎng)至打開瓶蓋能聞到濃烈臭雞蛋氣味、將污泥懸浮液滴入含有Fe2+的溶液能立即使溶液變成墨汁色時，即得到硫酸鹽還原菌污泥原液。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒的使用方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在所述硫酸鹽還原菌固定化顆粒使用前，將其在厭氧條件下用去掉有機物的改進型Starkey式培養(yǎng)基溶液浸泡激活1h?15h ； (2)將激活后的硫酸鹽還原菌固定化顆粒置于在煤礦酸性廢水井中建造的升流式厭氧填充床或可滲透反應墻反應器中，對酸性廢水進行處理。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒的再生方法，其特征在于，當所述硫酸鹽還原菌固定化顆粒在使用中去除率下降后，采用COD為5000mg/L?10000mg/L的生物質(zhì)發(fā)酵液浸泡24h?48h。
【專利摘要】本發(fā)明的目的是針對硫酸鹽還原菌在酸性廢水處理中存在的不足，提供了一種硫酸鹽還原菌固定化顆粒及其制備和使用方法，屬于水污染控制工程技術領域。該固定化顆粒由20％～45％硫酸鹽還原菌污泥、2％～8％鋼渣粉、3％～10％改性麥飯石、5％～9％聚乙烯醇、0.2％～1.5％海藻酸鈉、4％～15％生物質(zhì)材料、11.5～65.8％水組成。該顆?；谖⑸锕潭ɑ夹g，采用聚乙烯醇—硼酸包埋法，避免了硫酸鹽還原菌與酸性廢水的直接接觸，從而解決強酸和高濃度重金屬對硫酸鹽還原菌的抑制；該顆?？蓪γ旱V酸性廢水進行井下原位處理并可重復使用，有效克服傳統(tǒng)技術的缺點、改善礦區(qū)生態(tài)質(zhì)量，是一種不占用地面空間且無需外加動力的被動處理系統(tǒng)。
【IPC分類】C02F3-34, C12N11-08, C12N11-14
【公開號】CN104651347
【申請?zhí)枴緾N201510088533
【發(fā)明人】狄軍貞, 朱志濤, 鮑娟, 柴博, 郭旭穎, 張麗剛, 江富, 戴男男, 趙前程, 任亞東, 安文博
【申請人】遼寧工程技術大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月26日