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虽然某些重金属元素是生物体正常生长繁殖必不可少的微量元素,但其中很大一部分具有致癌作用和不同程度的毒性作用,当这些重金属排放到自然水体中时,容易造成环境污染和生态平衡的破坏。而且因为大部分重金属具有不可生物降解性,生物富集放大效应和存在持久性等特点,所以容易在水生动植物体内积累,并通过食物链进入人体威胁人体健康。因此,重金属废水的处理成为人们重视和广泛关注的问题。为此,人们研究和开发了多种处理技术,其中,生物法中的硫酸盐还原菌法(Sulfate-ReducingBacterium,SRB)作为一项重金属废水处理的新兴技术极具潜力。尤其近年来,将SRB法与电化学相结合组成微生物电解池或微生物燃料电池,来提高废水处理率,更是极大地提高了其应用潜力。在废水处理领域,相较于混合式生物法,生物膜法以其抗冲击负荷,无需污泥回流,易于微生物生存,运行稳定,环境适应性强等特点得到推广。本研究试图将硫酸盐还原菌生物膜与电化学相结合,组成降解重金属废水更为高效的微生物电解池(MEC)系统。通过改变连接电阻、温度、pH和碳硫比等因素研究SRB生物膜在不同条件下降解硫酸根随时间的变化情况,以确定最优条件,同时考察在降解硫酸根的过程中pH的变化规律。为研究系统去除重金属离子的效果,本研究选择Cu2+、Zn2+和Cd2+作为目标重金属,考察三种重金属离子的去除规律。在SRB电解池体系中,通过改变连接电阻、温度、pH和碳硫比等因素研究SRB生物膜降解硫酸根随时间的变化情况,确定了降解硫酸根的最优条件为:连接电阻500Ω、温度35℃、pH为7以及碳硫比为2:1。在降解硫酸根的过程中pH的变化规律研究表明:外加1.5V电压能促使SRB生物膜加速还原硫酸根,使得pH提升的更快;连接电阻R≥500Ω时,随着连接电阻的增加,pH升高越来越缓慢;温度为35℃,pH出现极大值,约为7.7;随着碳硫比的增加至3:1和4:1时,pH会有先升高后下降的现象;初始pH在4到8时都能使pH得到提升。单因素重金属的去除规律研究表明:铜、锌和镉离子的最大耐受性分别为110mg/L、170mg/L和70mg/L;对SRB还原硫酸根的毒性强弱依次为:Cd2+>Cu2+>Zn2+;在初始pH为5的条件下,当三种重金属离子初始浓度均为50mg/L时,铜、锌和镉的去除率分别为96%、94%和80%;硫酸根去除率分别为56.72%、93.68%和26.39%,pH可分别提升到6.3、7.4和5.9。分析认为重金属的去除有3种途径:SO42-经SRB还原产生H2S与重金属作用生成硫化物沉淀;碳毡生物膜的吸附作用以及EPS络合作用;反应体系pH值升高,生成金属氢氧化物沉淀。铜、锌和镉离子初始浓度均为30mg/L的混合重金属废水,硫酸根去除率约有50%;pH能够得到提高,并稳定于6.0-6.1;铜、锌和镉离子均能够得到有效去除,去除率分别为93.57%、88.73%、71.63%;较之于初始重金属浓度为50mg/L的单因素实验,铜、锌和镉离子的去除率分别降低2.43%,5.27%和8.37%。