为了探究硫自养生物过程对水中锑酸盐的去除效能,建立升流式硫自养固定床生物反应器,考察水力停留时间(HRT)对Sb(Ⅴ)和总Sb去除性能的影响,监测分析出水pH值、碱度消耗量变化规律和含硫副产物的产生趋势,利用扫描电镜和拉曼光谱分析表征推测反应机理.结果表明:①当进水锑酸盐Sb(Ⅴ)浓度为(1028.07±43.39)μg·L-1,HRT为8 h时,经过10～15 d的适应期,反应器对Sb(Ⅴ)去除率可达到94.37％±0.57％,总Sb去除率为47.03％±1.54％,当HRT由8 h缩短为6 h时,反应器对Sb(Ⅴ)去除率可达到90.60％±1.09％,总Sb去除率为12.79％±1.65％.②反应器出水硫酸盐超过理论值,表明有硫歧化反应发生,当HRT由8h缩短为6h时,碱度消耗量下降至(66.83±6.31)mg·L-1,对应pH值降低至7.29±0.09;出水SO42-浓度出现大幅下降,SO42-增量由(80.02+1.62)mg·L-1降低至(63.77±1.78)mg·L-1,并在20d后达到稳定.③扫描电镜结果表明反应器内球菌和短杆菌数量逐渐增多;拉曼光谱分析结果表明,反应器内沉淀产物为Sb2S3和零价硫的混合物,推测反应机理为锑酸盐在微生物的作用下发生硫自养还原反应,被转化为亚锑酸盐Sb(Ⅲ),而后Sb(Ⅲ)与硫歧化反应产生的S2-生成沉淀Sb2S3,从而实现Sb(Ⅴ)的高效还原和总锑的有效去除.研究显示,硫自养生物去除锑酸盐过程受到HRT变化的影响,出水SO42-超过理论值,硫歧化反应与反应机理密切相关.

硫自养;锑酸盐;水力停留时间(HRT);硫歧化反应;沉淀分析表征

陈恒;李道荣;何巧冲;万东锦;韦贞鸽

河南工业大学环境工程学院,郑州450001;河南省郑州生态环境监测中心,郑州450007

环境科学学报

[1]陈恒;李道荣;何巧冲;万东锦;韦贞鸽-.硫自养生物反应器对水中锑酸盐的去除效能和反应机理)[J].环境科学学报,2022(04):91-98

锑酸盐,硫歧化反应,02+1,沉淀分析表征

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