【摘 要】
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硫化铅锌矿选矿产生的废水中含有大量重金属离子以及有机浮选药剂,不仅造成水环境的污染,并且对废水的回用以及水生生物和人类的健康造成严重的威胁。微生物絮凝剂因其绿色、高效和可生物降解的特点,被广泛应用于废水处理。然而,选矿废水组分复杂,且微生物絮凝剂对废水中的不同污染物处理效果不同,使用微生物絮凝剂处理选矿废水机制不够明确。本研究采用微生物絮凝剂对硫化铅锌矿选矿废水进行处理,探究了主要污染物Pb（Ⅱ）
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硫化铅锌矿选矿产生的废水中含有大量重金属离子以及有机浮选药剂,不仅造成水环境的污染,并且对废水的回用以及水生生物和人类的健康造成严重的威胁。微生物絮凝剂因其绿色、高效和可生物降解的特点,被广泛应用于废水处理。然而,选矿废水组分复杂,且微生物絮凝剂对废水中的不同污染物处理效果不同,使用微生物絮凝剂处理选矿废水机制不够明确。本研究采用微生物絮凝剂对硫化铅锌矿选矿废水进行处理,探究了主要污染物Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药的去除率,并揭示了其去除机理。本文采用解淀粉芽孢杆菌ZWG为产絮凝剂菌株提取微生物絮凝剂（MBF-Y）,分别研究了培养基碳源、氮源、p H值、接种量以及培养时间对MBF-Y产生的影响。结果表明:在蔗糖为碳源、硝酸钠为氮源、p H=5、接种量5%以及培养24 h时该微生物产絮凝剂条件最佳,絮凝效率最高。探究了MBF-Y对废水中Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药的去除,考察了MBF-Y投加量、p H值、初始污染物浓度以及搅拌反应时间对MBF-Y处理Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药废水的影响。结果表明:在单一污染物废水中,MBF-Y对Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药的最高去除率分别为88.0%、91.2%和44.5%;在Pb（Ⅱ）和黄药共存废水中,Pb（Ⅱ）和黄药的去除率分别为98.5%和93.2%;当Zn（Ⅱ）和黄药共存时,在最佳条件下MBF-Y对Zn（Ⅱ）和黄药的去除率分别为34.3%、89.9%;在Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）共存废水中,MBF-Y对Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）的去除率分别为88.1%和87.9%。对共存离子相互之间的影响进行探究发现,Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）会在MBF-Y上发生竞争吸附作用,但彼此之间的竞争作用较小,在Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）浓度均较高时对两种离子的去除效果均较好。为探究MBF-Y对实际铅锌矿选矿废水中污染物的去除效果,研究不同因素对MBF-Y处理实际废水中Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药的影响。结果表明:在水质复杂的实际废水中,MBF-Y对废水中的Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药依旧具有较好的去除率,分别为94.5%、61.8%和49.6%。通过稳定性、紫外光谱、红外光谱（FT-IR）、Zeta电位、XPS和显微镜分析了MBF-Y的主要成分及其去除Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药的机理,并通过吸附等温模型和动力学模型拟合MBF-Y对Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）的吸附,分析其吸附类型。结果表明:MBF-Y为多糖型微生物絮凝剂,同时在p H值4～9以及温度4～80℃范围内均具有较好的絮凝效果;在去除Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药的过程中,MBF-Y上的-OH和-COO-会与重金属离子结合,发生电性中和反应,并且Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）会与黄药反应生成黄原酸盐沉淀以及离子化合物,在离子与MBF-Y之间发生吸附架桥作用沉降的过程中卷扫溶液中悬浮的黄原酸盐。对MBF-Y吸附Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）的过程进行吸附等温模型拟合,表明MBF-Y易于吸附溶液中的Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）,黄药会影响MBF-Y对Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）的吸附,但影响较小。动力学拟合结果表明MBF-Y对Pb（Ⅱ）的吸附不仅存在化学吸附而且同时存在物理作用,对Zn（Ⅱ）的吸附主要是化学吸附。因此,MBF-Y对溶液中Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、黄药的去除是一个多作用同时发生的过程。本研究可为微生物絮凝剂在实际选矿废水中的应用提供一定的理论依据,对选矿废水处理新工艺的研究具有一定的指导意义。
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