论文部分内容阅读
地浸采铀是集采、选、冶于一体的新型铀矿开采方法。利用地浸技术采铀有着无法比拟的优点,如不破坏或很少破坏地表,没有尾矿库和废石场。但是注入剂会将部分有毒有害元素溶解进入溶液中,从而导致含矿含水层的水质发生变化,并造成不同程度的污染,因此必须考虑其采后治理净化方法。
本课题首次采用微生物对地浸矿山地下水进行治理,此研究可为以后将微生物应用于治理地浸地下水提供参考。
本试验采用硫酸盐还原菌(SulfateReducingBacteria,以下简称SRB)对地浸铀矿山地下水进行生物治理初步探索,并进行了针对性室内试验。通过驯化培养试验、单因素试验和多因素正交试验研究,工作取得了一定进展,得到了一些初步结论,具体情况如下。
驯化培养试验:通过耐酸碱、耐高硫酸根离子、耐高浓度重金属离子驯化培养试验,驯化出能在高浓度硫酸根溶液中具有较强还原活性的硫酸盐还原菌菌种,使其能在酸性地浸矿山废水中生存繁殖,从而通过微生物的代谢吸附等作用,将铀矿山地浸地下水中的硫酸根离子、重金属离子除去,使地浸矿山地下水的水质得到改善,减小对环境的污染。通过驯化培养,SRB可在pH为4~10范围内存活,其最佳生长pH值为6~8。在硫酸根离子浓度为500mg/L的条件下,硫酸盐还原菌生长良好。通过多次驯化培养,SRB对铀表现出了较强的适应性。在目前条件下,SRB对铀耐受的极限浓度为40mg/L;当铀浓度大于40mg/L时,SRB将无法存活。但如果进行进一步的驯化培养,其耐受铀浓度可能会进一步提高。
单因素试验:研究了pH值对SRB还原硫酸根离子能力的影响、不同pH值时硫酸根离子去除率随时间变化关系、硫酸盐还原菌的代谢对pH值的影响以及不同pH值条件金属离子去除效果等。通过试验得到初步结论:pH值对SRB还原硫酸根离子能力的影响较大,当pH为6~8时SRB还原硫酸根离子能力较强。
四因素四水平正交试验:试验中,四因素为硫酸根离子浓度、U元素浓度、pH值和COD。试验最佳水平组合为:硫酸根离子浓度为5000mg/L、COD为4200mg/L、pH值为7、U浓度为5mg/L。
五因素四水平正交试验:试验中,五因素为COD、U元素浓度、硫酸根离子浓度、pH值、Pb浓度,用综合指标代替COD、U、SO42-个别指标后,地浸地下水处理的最佳条件为COD4200mg/L、U浓度1mg/L、SO42-浓度15000mg/L、pH值7、Pb浓度5mg/L。试验中COD最高去除率为97.14%,铀的去除率最高为90.00%,硫酸根离子的去除率最高为36.38%。五因素四水平试验结果表明,对于COD的去除,影响的大小顺序为RCOD>RU>RPb>RpH>RSO42-。对于U的去除,影响的大小顺序为RU>RSO42->RCOD>RpH>RPb。对于硫酸根离子的去除,影响的大小顺序为RSO42->RU>RPb>RCOD>RpH。用综合指标代替COD、U、SO42-个别指标后,SO42-的F值最大为4.45,其次分别为COD、U、Pb、pH,其中pH的F值最小。
从上述初步试验结果来看,采用SRB对地浸采铀地下水进行生物治理在技术上基本可行,具有继续研究的前景,选育的SRB菌种可以还原硫酸根为H2S,利用SRB的代谢作用可以对地浸地下水进行净化,为进一步开展该方面的研究提供了参考。但由于这方面的研究工作刚开始,时间紧,试验工作量大,还有很多工作未来得及完成,如金属离子的进一步耐受性试验、现场地下水模拟试验、实验室小型生物反应器的加工及SRB连续培养、地下水连续治理等试验都有待在今后的研究中继续进行。