生物强化麦饭石处理矿山废水中Fe2+、Mn2+试验研究

2022-07-20郭旭颖姜国亮胡志勇狄军贞董艳荣

煤炭科学技术 2022年5期

郭旭颖，姜国亮，胡志勇，狄军贞，董艳荣，里莹

(1.辽宁工程技术大学理学院，辽宁阜新 123000；2.辽宁工程技术大学土木工程学院，辽宁阜新 123000；3.辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新 123000；4.鞍山市鞍勤集团有限公司，辽宁鞍山 114000)

0 引言

麦饭石具有疏松多孔、资源丰富、吸附力强和调节pH等优点，已有研究表明麦饭石可以作为吸附剂对AMD进行处理。文科等[12]研究表明麦饭石可以调节溶液pH使其趋于中性，且对重金属离子吸附性能为：Pb2+>Cr3+>Cd2+；狄军贞等[13]利用麦饭石+铁屑处理AMD，废水pH由5.36提升至8.0，对Fe2+去除率达99.9%，其余污染物去除率也均达60%以上。因此，可以考虑利用麦饭石调节AMD，为SRB提供适宜其生长的环境，提高对AMD的处理效果。

笔者基于麦饭石协同SRB方法制备生物麦饭石，通过SEM和XRD对其进行表征，并进行相关机理分析。通过单因素试验对比分析了辽宁、山东和黑龙江3个不同产地麦饭石对SRB活性的影响，探究了不同地区生物麦饭石修复AMD的能力，以期为生物麦饭石有效应用于AMD修复提供理论指导和技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

表1 3种麦饭石化学成分分析Table 1 Three kinds of medical stone chemical composition analysis

1.2 不同产地麦饭石对SRB活性影响试验

1.3 不同产地生物麦饭石处理AMD试验

1.4 检测方法及材料表征方法

2 试验结果与分析

2.1 不同产地麦饭石对SRB生长活性的影响

依1.2节方法，研究了不同产地麦饭石对SRB生长活性的影响，试验结果如图1所示。

图1 不同产地麦饭石对SRB生长活性的影响Fig.1 Effect of medical stone from different producing areas on growth activity of SRB

上述试验结果表明，3种不同产地的麦饭石均能促进SRB菌体的生长代谢，对SRB活性影响由大到小为：2号>1号>3号。

2.2 不同产地生物麦饭石处理AMD试验

依1.3节方法，研究了不同产地生物麦饭石处理AMD的效果，试验结果如图2所示。

2.3 SEM分析

依1.4节中方法，研究了不同产地生物麦饭石处理AMD前后的扫描电镜分析分析，试验结果如图3、图4所示。

图3 生物麦饭石处理AMD前SEM图Fig.3 SEM image before biological medical stone treatment of AMD

图4 生物麦饭石处理AMD后SEM图Fig.4 SEM image after biological medical stone treatment of AMD

2.4 XRD分析

依1.4节中方法，研究了3种不同产地生物麦饭石处理AMD前后的XRD分析，试验结果如图5所示。

图5 生物麦饭石处理AMD前后XRD图谱Fig.5 Biological medical stone treatment before and after AMD XRD figure

由图5可知，1号麦饭石石英峰发生了改变，钠长石峰减弱，高岭土峰与绿泥石峰消失。2号麦饭石石英峰发生了改变，斜长石峰与高岭土峰消失。3号麦饭石石英峰发生了改变，钾长石峰、高岭土峰和绿泥石峰减弱。3种麦饭石均出现新的FeS峰、MnS峰和Mn(OH)2峰，说明3种生物麦饭石中的矿物成分在处理AMD时均参与了反应，同时SRB代谢形成S2-，形成金属硫化物与Mn(OH)2附着在麦饭石表面。