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锑是一种公认有毒致癌的类金属元素,锑污染严重破坏了生态环境以及人类健康。考虑到化学法合成铁氧化物治理锑矿废水成本高、且大量硫酸盐会产生竞争吸附,而硫酸盐还原菌(SRB)除锑法又面临着溶解氧抑制微生物活性的问题。本项目采用廉价铁屑处理锑矿废水,充分利用化能自养型铁细菌生物成因铁氧矿物高效吸附锑(V),并考虑铁屑与铁细菌共存所构成的微环境下SRB生物沉淀除锑能力。本文利用高通量宏基因组微生物测序、X射线衍射分析技术(XRD)、红外光谱分析技术(FTIR)、扫描电镜分析技术(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等来对除锑产物进行表征分析,以及通过不同体系效果比较,来探讨铁屑-铁细菌-硫酸盐还原菌(SRB)协同去除锑(V)的机制。主要研究结果和结论归纳如下:(1)筛选出的铁细菌主要成分为肠杆菌属(Enterobacter),对Fe2+离子有很好的氧化作用,该菌株在含有柠檬酸铁铵的培养基平板上呈红褐色凸起状,在光线充足条件下有金属光泽,且该菌落具有表面粗糙、边缘参差不齐等特点。筛选分离出硫酸盐还原菌(SRB)菌液主要含有脱硫弧杆菌属(Desulfovibrio)菌株,该菌株对SO42-离子有很好的还原能力且在含铁固体培养基上呈凸起黑色,圆形菌落直径1-3mm,具有较薄透光性较好,显革兰氏染色呈阳性,无芽孢,菌株为弧形,做波浪式运动,大小为(0.4-0.5)×(2.0-2.3)μm。(2)通过铁屑、铁屑-铁细菌、铁屑-铁细菌-硫酸盐还原菌(SRB)三种不同体系除锑(V)实验对比,考察了pH值、投加量、温度、初始浓度、共存离子等影响因素对不同体系除锑的性能的影响。结果表明,铁屑在偏酸性条件下去除锑(V)的性能较好,但是由于SO42-共存离子的抑制效果,导致铁屑去除锑(V)的效果不佳;铁屑-铁细菌共存体系除锑实验中,在反应后期出现了Sb(V)的释放现象且去除率为60%,这是由于生成产物不稳定造成的;而铁屑-铁细菌-硫酸盐还原菌(SRB)协同除锑体系在除氧条件下,相同投加量和微生物接种量对500ml 20mg/LSb(V)的去除率为98.7%,且反应后期没有发生释放现象。该体系既有效解决了铁屑单独除锑实验中SO42-离子对铁屑除锑的抑制作用,又解决了铁屑-铁细菌共存体系除锑发生的释放现象,这说明了铁屑-铁细菌-硫酸盐还原菌协同除锑的优越性。(3)通过对铁屑、铁屑-铁细菌和铁屑-铁细菌-硫酸盐还原菌三种体系除锑产物进行SEM、FTIR、XRD、XPS对比分析,结果表明,铁屑除锑产物中主要成分为FeSb2O6,铁屑-铁细菌除锑产物中主要成分为FeSb2O6和FeSbO4,而在铁屑-铁细菌-硫酸盐还原菌协同除锑产物中同样有上述两种产物产生,同时还出现了Sb2S3和Sb2OS2两种成分,这说明了该体系中不仅存在着铁氧化物与锑的反应,还存在硫化物对锑的沉降过程。