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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
不同外加电压对高硫酸盐矿井水的处理机制研究
  • 97
  • 作者

    夏大平廖佳佳李海伟王心义袁筱莹杨建

  • 单位

    河南理工大学资源环境学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南理工大学矿业研究院河南省资源环境调查三院河南理工大学水科学研究所中煤科工西安研究院(集团)有限公司

  • 摘要
    酸性矿井水(AMD)会引起诸多环境及社会问题,其中SO42-离子含量高是造成污染的关键因素之一。微生物电解电池(MEC)是一种电介导的微生物电化学技术,为了探讨MEC对含硫酸盐AMD的影响机制,本文探讨了以SO42-去除率为对象而构建微生物除硫系统(CS)和MEC-CS系统,应用哈希水质分析仪(DR2600)、离子色谱仪(TIS)、焦磷酸测序分析这两种处理系统中的脱硫效能、电极上电微生物的活性、中间关键离子产物的演化规律。结果表明:(1)MEC-CS系统中的SO42-最大去除率为62.6%,比常规CS系统(28.7%)高出33.9%,说明脱硫能力和AMD处理能力得到有效提升。(2)测序结果显示,Desulfovibrio和Desulfomicmbium 在阴极电极中富集程度最大,表明一定的电压促进了硫酸盐还原菌(SRB)的活性,也促进了脱硫能力的提高。此外,参与硫酸盐还原的各种SRB丰度较高,MEC能显著提升SRB氢化酶活性,使其具有更强的还原能力。(3)MEC-CS相较CS系统,其关键中间离子(SO42-、S2-、总铁等)在反应过程中变现浓度较高,转化率较高。在MEC-CS系统中的产电菌在CS系统中较少检测到。MEC通过促进微生物脱硫过程中的电子传递提升了脱硫酸的效率,且该方法又能去除重金属离子如铁元素和回收较为纯净的矿物。因而为生物电法脱硫酸工艺的工业化和经济化提供了新思路。
  • 关键词

    含硫酸盐酸性废水电子供体微生物电解池处理机制SRB

  • 文章目录
    0引 言
    1.实验材料与方法
    1.1矿物分析和菌种来源
    1.2实验设计
    1.2.1 MEC-CS系统的构建
    1.2.2 运行与取样
    1.3分析检测方法
    1.3.1高通量测序
    1.3.2 MEC系统液体分析
    1.3.3氢化酶活性分析
    1.3.4 生成的矿物SEM测试
    1.3.5 电子传递效率计算
    2 结果与讨论
    2.1 MEC-CS与CS系统中关键离子及液相参数的转化
    42-去除率'>2.1.1SO42-去除率
    2.1.2 化学需氧量(COD)消耗率
    2.1.3 总Fe浓度变化
    2.2氧化还原电位(ORP)、氢化酶分析
    2.3 黄铁矿扫描电镜分析
    2.4微生物群落结构分析
    2.5电子传递效率
    3 结论
  • 引用格式
    夏大平,廖佳佳,李海伟等.不同外加电压对高硫酸盐矿井水的处理机制研究[J/OL].煤炭科学技术:1-12[2023-08-25].DOI:10.13199/j.cnki.cst.2023-0373.
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