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随着经济的发展,各种废水的产生量大幅度上升,由此带来的环境污染问题日益严峻。以硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria ,简称SRB)为代表的厌氧微生物处理技术具有对污染物降解完全、处理成本低和不产生二次污染的特点,是一项极具发展潜力的污水处理技术。厌氧折流板反应器(Anaerobic Battled Reactor ,简称ABR)具有其独特的优势,设计简单、成本较低,截留污泥能力强,稳定性高,是一种高效的厌氧反应器。本文在分析了ABR反应器的研究与应用现状、硫酸盐还原菌处理重金属废水研究进展的基础上,较系统地对利用ABR反应器培养、驯化SRB颗粒污泥及处理含铜废水的性能进行了研究。利用实验室自制的ABR反应器,采用人工葡萄糖配水进行实验,分析了ABR反应器启动过程的运行特性及SRB颗粒污泥的特性,结果表明:35℃恒温条件下,在ABR反应器中直接接种厌氧颗粒污泥, 57天可完成启动,最高容积负荷可达4.9kgCOD/(m3·d),COD与SO42-去除率都稳定在91%以上;启动完成后,反应器中1#、2#格室颗粒污泥的VSS/TSS值比接种污泥的值大,颗粒污泥具有较高的生物活性和良好的沉淀性。接着,通过静态试验研究了在不同pH值、SO42-质量浓度、Cu2+质量浓度条件下系统比产甲烷活性的变化规律以及SRB颗粒污泥去除有机物、还原硫酸盐、去除Cu2+等的效果。结果表明:(1)当pH=6~8时,SRB颗粒污泥活性最高,SO42-的去除率最高达91.8%,COD去除率为83.2%~90.5%,SRB颗粒污泥对Cu2+的去除效率也达到最佳,去除率>91.6%。(2)当SO42-质量浓度为2000mg/L,COD与SO42-质量浓度的比值ω(COD)/ω(SO42-)=2时,SRB颗粒污泥的活性最高,此时系统比产甲烷活性为406.2mL/(g·d),SO42-和Cu2+去除率分别达到93.4%、97.1%,且Cu2+去除率与SO42-还原率呈正相关关系。(3)当Cu2+质量浓度为10 mg/L时,系统产甲烷量达到最大值,为58.3mL/h,COD去除率高达90.5 %,但SO42-最大去除率(91.9%)却出现在Cu2+浓度为8mg/L时;当溶液的Cu2+浓度低于35mg/L时,SRB颗粒污泥对Cu2+的去除效率基本稳定在98%以上。最后,研究了ABR反应器处理含铜废水的运行特性,结果表明:(1)在整个进水硫酸盐浓度调节阶段(即SO42-质量浓度由2000mg/L逐步降低到500mg/L,再逐步提到到2000mg/L),水中溶解性硫化物(DS)质量浓度在51~246mg/L的范围内波动,没有达到毒害厌氧微生物的浓度,而Cu2+去除率也始终保持在95.1%以上,SO42-去除率维持在83.1%～92.7%之间。(2)当水力停留时间(HRT)由初始状态的20h缩短至7h,COD容积负荷由4.8kgCOD/(m3·d)增加到13.7kgCOD/(m3·d),COD去除率、SO42-去除率、Cu2+的去除率、DS质量浓度均呈阶梯状下降。(3)随着进水Cu2+浓度的增加,厌氧系统对Cu2+的去除效率基本稳定在90%以上,出水SO42-浓度在266 ~562 mg/L之间;当Cu2+浓度增加到10mg/L时,COD去除率低至69%;ABR反应器1#格室内单位质量SRB颗粒污泥中总铜的量也随着运行时间不断增加,且SRB颗粒污泥中的重金属铜主要以有机质硫化态的形式存在。通过扫描电镜观察到,接种污泥表面高低不平,有些区域光滑,有些区域粗糙,颗粒污泥中的微生物形态较为单一,以杆菌为主,也有少量的球菌;启动结束后的颗粒污泥表面较为光滑,颗粒表面有较多孔穴,污泥中微生物含量更丰富,形态更多样,微生物分布比接种污泥更密集。但通入模拟含铜废水后,颗粒污泥的粒径也不断增大,表面高低不平,颗粒污泥的结构也越来越蓬松,在较强的水力冲击下,容易解体而被冲出反应器。