SRB-生物硫铁复合材料对废弃煤矿地下水的修复研究

酸性矿山废水(AMD)中含有高浓度的硫酸盐和金属离子,对矿山生态环境造成了严重的危害。硫酸盐还原菌(SRB)可以将SO_(4)^(2-)还原为S2-,沉淀金属离子,并生成生物硫铁,其处理效率较高。文章利用农业废弃物秸秆制备SRB的缓释碳源,考察了不同形式的碳源条件下SRB对酸性矿山废水特征污染组分的处理效果,并结合SRB原位生成的生物硫铁包覆颗粒,制备得到SRB-生物硫铁复合材料,通过批量实验和动态柱实验考查SRB-生物硫铁复合材料对高浓度模拟废水和实际矿井水的处理效果。结果显示:在pH为5.5时,将秸秆渣作为游离SRB的碳源是可行的,但与秸秆渣相比,秸秆生物炭的处理效率明显更高,将秸秆生物炭与乳酸钠结合制备的SRB碳源,激活SRB的时间更短,12 h内对SO_(4)^(2-)和Fe^(2+)的去除率分别达到了59.25%和79.56%。在此实验范围内,随着生物炭投加量的增大,去除效率逐渐提高,在pH为4.5~6.5的范围内,体系初始pH对SRB反应体系的处理效果影响不大。SRB-碳源与生物硫铁包覆颗粒结合后对高浓度的SO_(4)^(2-)和Fe^(2+)模拟废水能保持高效且持久的反应活性。动态柱实验表明SRB-生物炭-生物硫铁复合材料对酸性矿井水的特征污染指标有明显的修复效果,出水水质的大部分指标可满足地下水III类标准,运行15 d后仍能保持稳定的修复效果。