CN101531976B - 柠檬酸杆菌及其处理酸性矿山废水的方法 - Google Patents

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本发明公开了柠檬酸杆菌及其处理酸性矿山废水的方法。本发明的柠檬酸杆菌(Citrobacter sp.strain DBM)，于2008年12月8日在中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏编号为CCTCC NO：M 208248。本发明的处理酸性矿山废水的方法是利用柠檬酸杆菌进行处理。本发明筛选得到的柠檬酸杆菌为兼性菌，易于培养，好氧生长迅速，厌氧产生硫化氢，对金属有一定耐性。本发明采用乳酸钠和重金属络合的方式提高酸性矿山废水的生化可利用性，通过柠檬酸杆菌还原硫酸盐沉淀重金属。将酸性矿山废水经过乳酸钠络合后金属被转化为有机络合态，既提供了营养，又降低了金属毒性，同时pH调节至6.0不发生金属沉淀，保证金属最终全部被转化为硫化物形态，利于回收利用。

Description

柠檬酸杆菌及其处理酸性矿山废水的方法
技术领域
本发明涉及酸性矿山废水处理技术。
背景技术
酸性矿山废水是采矿工业的废弃物及其遗留的废弃矿山的特有产物，其特点是高酸度、高硫酸盐、高金属离子，同时由于硫化物矿石的不断氧化造成其污染物的释放成为一个缓慢长期的过程。由于低pH以及重金属的毒害，水中生物难以生存。传统的酸性矿山废水处理方法主要是添加石灰中和沉淀，反应后形成的大量石膏以及氢氧化物沉淀会造成二次污染需要后续的投入。硫酸盐还原细菌是自然界中广泛存在的一类严格厌氧的原核微生物，它以硫酸盐为电子受体，消耗有机酸生成硫化物，而后硫化氢再和重金属反应生成硫化物沉淀。硫化物沉淀溶解度比氢氧化物沉淀低，且体积小利于回收。利用硫酸盐还原生物过程处理酸性废水是一种新兴的技术，然而在实际处理酸性矿山废水时，往往会遇到高浓度重金属的毒害、碳源限制、低pH等问题，从而使废水处理遇到困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种能用于处理酸性矿山废水的柠檬酸杆菌。
本发明的另一个目的是提供利用上述柠檬酸杆菌处理酸性矿山废水的方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明筛选得到的柠檬酸杆菌Citrobacter sp.strain DBM，于2008年12月8日在中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏编号为CCTCC NO：M208248。其分类学特征为：(1)革兰氏阴性兼性厌氧菌，分类上属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)柠檬酸杆菌属(Citrobacter)。(2)杆菌，长度1.0-1.5μm，宽度0.5μm，好氧生长48h OD超过1.0。
利用上述柠檬酸杆菌处理酸性矿山废水的方法，包括如下步骤：
(1)将柠檬酸杆菌好氧培养，接入厌氧生物反应器，密封后静止，待出水出现硫化物后开始进水；
(2)将酸性矿山废水过滤后加入乳酸钠、NH4Cl、KH2PO4和酵母膏；混合均匀后用NaOH调pH至6.0；
(3)将预处理后的酸性矿山废水接入厌氧生物反应器中。
在上述处理方法中，步骤(2)各物质的量(每升)为乳酸钠3.0-5.0g/L、NH4Cl 0.8-1.5g/L、KH2PO40.1-0.3g/L和酵母膏0.1-0.3g/L。投加量最佳值为乳酸钠3.5g/L、NH4Cl 1.0g/L、KH2PO40.2g/L和酵母膏0.1g/L。投入量过多提高成本，过少影响处理效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：(1)本发明筛选得到的柠檬酸杆菌为兼性菌，兼具有硫酸盐还原能力。该菌易于培养，好氧生长迅速，厌氧产生硫化氢，且对金属有一定耐性。而传统的硫酸盐还原菌生长受氧的限制。(2)本发明采用乳酸钠和重金属络合的方式提高酸性矿山废水的生化可利用性，通过柠檬酸杆菌还原硫酸盐沉淀重金属。将酸性矿山废水经过乳酸钠络合后金属被转化为有机络合态，既提供了营养，又降低了金属毒性，同时pH调节至6.0不发生金属沉淀，保证金属最终全部被转化为硫化物形态，利于回收利用。
具体实施方式
本研究利用柠檬酸杆菌进行了酸性矿山废水的处理，具体步骤包括：
1.厌氧生物反应器的启动
将柠檬酸杆菌好氧培养48h(OD＞1.0)，接入厌氧生物反应器，密封后静止1周，待出水出现硫化物后开始进水。好氧培养的培养基成分如表1所示。
表1好氧培养的培养基成分
Figure G2009100387827D00031
2.废水的络合预处理
试验用水为大宝山实际酸性矿山废水，理化性质如表2，将酸性矿山废水过滤后加入乳酸钠3.5g/L，NH4Cl 1.0g/L，KH2PO40.2g/L，酵母膏0.1g/L。混合均匀后用NaOH调pH至6.0。
表2酸性矿山废水的性质
Figure G2009100387827D00041
3.废水的处理
用蠕动泵将预处理后的酸性矿山废水泵入厌氧生物反应器中，废水在反应器中的停留时间为6天(HRT＝6d)，连续运转30天后Fe、Cd、Cu、As、Zn的平均去除率均在99％以上，而采用硫酸盐的去除率平均仅为62％。

Claims (2)

1.一种处理酸性矿山废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将柠檬酸杆菌好氧培养，接入厌氧生物反应器，密封后静止，待出水出现硫化物后开始进水；
(2)将酸性矿山废水过滤后加入乳酸钠、NH4C1、KH2PO4和酵母膏；混合均匀后用NaOH调pH至6.0；
(3)将预处理后的酸性矿山废水接入厌氧生物反应器中；
所述柠檬酸杆菌(Citrobacter sp.strain DBM)，于2008年12月8日在中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏编号为CCTCC NO：M 208248；
所述乳酸钠用量3.0-5.0g/L，NH4Cl 0.8-1.5g/L、KH2PO40.1-0.3g/L和酵母膏0.1-0.3g/L。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述乳酸钠用量3.5g/L。
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