有色金属冶炼与加工、电镀、制革、矿山开采等行业产生了大量的酸性重金属废水,其主要特征是废水pH值低(pH<5)、含有多种重金属离子。近年来生物处理酸性重金属废水的方法因具有高效率,低能耗的优点,已被普遍认为是处理酸性重金属废水的有效方法。基于硫酸盐还原法的生物处理能够有效地去除废水中重金属。然而,许多研究表明:该方法存在碳源添加量高和硫酸盐还原菌(SRB)适应pH范围较窄等弊端。近年来的研究发现自然界中广泛存在的硫还原菌具有pH范围更广、碳源投加量少和增殖较快的优势。然而,关于废水的水化学特性对硫还原菌影响的研究还相对较少,尤其是硫还原菌对酸性重金属废水的实际处理效果还鲜有报道。因此,本文尝试在低pH条件下,对单质硫还原菌处理酸性重金属废水的主要影响因素(pH值、电子供体、CCOD/S、SO42-浓度、重金属离子)进行了初步探讨。在此基础上,以污泥沥浸液为酸性重金属废水的代表,对生物法处理酸性重金属废水的实际效果进行了检验,以期为构建酸性重金属废水生物硫还原处理的新方法提供技术保障。本文针对对上述问题进行了系统的研究。得到的主要研究结论如下:(1)初始pH值越高的处理,体系中S2-浓度越高,TOC消耗的越快,硫还原菌的活性越强。其中初始pH为2.5-5的处理,体系中S2-和TOC浓度最终稳定在97.69-120.4mg/L和56.2-75.2mg/L。这可能与体系中生物群落的变化有关。随着初始pH的升高,体系中脱硫菌属比例从2%升高至73%,变形菌门数量从14%上升至73.6%。此外,在添加SO42-的情况下,反应结束时,体系中硫离子的浓度(136.3-176.3 mg/L)和最终pH(4.03-4.06)高于CK处理,而乙酸和TOC浓度的消耗速率高于CK处理。这是由于体系中单质硫还原过程和硫酸盐还原过程同时进行。(2)四种电子供体(乙酸、乙醇、甘油和葡萄糖)中,利用乙酸和乙醇进行硫还原反应,能够产生最高的S2-浓度(分别为95.7,77.5mg/L),以乙醇和甘油作为电子供体,体系的最终pH较高(分别为4.82和4.90),而以葡萄糖为电子供体,体系pH升高最慢(pH=3.57)。此外,以乙酸为电子供体,在S0添加量一定的条件下,随着CCOD/S的升高,单质硫还原菌的活性逐渐增强,硫还原速率加快。CCOD/S越高的处理产生的S2-浓度越高。然而,由于较高浓度的乙酸对硫还原菌有一定的抑制作用,反应开始阶段C/S为1:1的处理,S2-浓度升高较慢,pH较低。(3)试验中所驯化的硫还原污泥对重金属有一定的耐受性,具体表现为:酸性(pH=3-3.5)条件下,添加 50mg/LCu2+、400mg/L Zn2+、200mg/LNi2+、Pb2+的处理重金属的去除率均在99%以上,生物还原作用均能有效地进行。试验中,4种重金属对生物硫还原均有一定的抑制作用,且抑制作用随重金属浓度的升高逐渐增强。其抑制顺序依次是 Cu2+>Pb2+>Ni2+>Zn2+。(4)由前面的研究可知,以乙酸为碳源,pH为3-5,CCOD/S为0.3-0.75的条件下进行硫还原反应效果较好。在此条件下,采用试验中驯化的硫还原污泥处理污泥沥浸液的实验表明,生物硫还原法对初始pH=4的废水有较满意的净化效果,Cu2+、Znn2+、Ni2+、Pb2+去除率均达到99%以上。处理后体系pH为4.3。