一种利用SRB和DNB混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法与流程

本发明属于地浸采铀地下水修复技术领域，具体涉及一种利用硫酸盐还原菌和反硝化菌的混合菌协同处理酸法地浸采铀酸性地下水的方法。

背景技术：

我国酸法地浸采区地下水中的so4^2-、no3^-、h⁺、u(vi)和重金属离子等组分超标，若不及时治理，这些污染物将会迁移，污染下游地下水资源，对工农业生产和人类的饮用水安全造成影响。目前我国酸法废水矿山普遍采用石灰中和沉淀法来处理废水，但废水经中和沉淀后，no3^-的浓度基本没有下降，且仍剩余较多so4^2-和一定量的重金属，中和过程中产生的大量沉渣极易造成二次污染。

近些年，利用微生物处理废水得到了国内外学者的重视，进行了相关研究。硫酸盐还原菌(srb)和反硝化细菌(dnb)分别被用来处理酸法地浸地下水中的so4^2-和no3^-。澹爱丽利用混合srb菌群处理动态还原法模拟的酸法地浸采铀地下水，最后测得so4^2-的去除率为75.5％，王清良等利用dnb去除地浸铀矿山污染地下水中的no3^-，发现当cod/no3^-＞1时，no3^-的去除率均大于90％。但尚未开发同时处理so4^2-和no3^-的微生物处理方法。

理想状态下，可采用srb菌种、dnb菌种两者联合处理酸性地浸地下水，虽然srb菌种、dnb菌种同属于厌氧菌，但由于dnb菌种与srb菌种的生存环境存在差异，例如温度、含氧量、ph等，而且之间还存在竞争关系，导致无法在同一环境中同时利用srb菌种和dnb菌种处理酸法地浸地下水中的so4^2-和no3^-，进而严重限制了srb与dnb在共同处理地浸采铀地下水中的污染离子的应用。

鉴于上述原因，亟需对srb菌种、dnb菌种的生长环境以及酸法地浸采铀地下水进一步研究，进而研究一种利用srb菌种、dnb菌种协同作用来共同处理酸法地浸采铀地下水中的杂质离子的方法。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人对srb菌种和dnb菌种的生长环境进行了锐意研究，研究出一种利用srb和dnb混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法，通过对srb混合菌种和dnb混合菌种的静态梯度驯化和/或动态驯化，将srb混合菌种和dnb混合菌种可在同一环境中正常繁殖，在uasb反应器中同时处理碱处理后的酸法地浸采铀地下水中的so4^2-和no3^-，改善酸法地浸采铀地下水的酸碱度。结果表明，so4^2-的去除率可达到84％以上，no3^-的去除率可达到90％以上，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种利用srb和dnb混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法，所述方法包括：

步骤1，分别对srb混合菌种和dnb混合菌种驯化；

步骤2，利用步骤1驯化的srb混合菌种和dnb混合菌种同时处理酸法地浸采铀地下水。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)根据本发明提供的利用srb和dnb混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法，不仅可同时去除酸法地浸采铀地下水中的so4^2-和no3^-，还可以改善地浸采铀地下水的酸碱度。

(2)根据本发明提供的利用srb和dnb混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法，so4^2-的去除率可达到84％以上，no3^-的去除率可达到90％以上。

(3)根据本发明提供的利用srb和dnb混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法，驯化srb混合菌种和dnb混合菌种的方法简单，提供的碳源优质，驯化的srb混合菌种和dnb混合菌种高效、经济地促进了so4^2-和no3^-的还原。

(4)根据本发明提供的利用srb和dnb混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法，不会导致酸性地浸地下水中cod或其它成分的增加，是一种理想的协同处理酸性地浸地下水的方法，也为酸性地浸地下水中的其他离子的去除提供了新的思路。

附图说明

图1示出根据本发明一种优选实施方式的uasb反应器结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

由于菌种的生存、生长和繁殖需要合适的生存环境，在自然界中总是以微生物菌落的形式生长与繁殖，菌种之间既相互竞争又相互依赖，从而适应恶劣的生态环境。

已有研究表明，单一的srb菌种或dnb菌种处理方法受环境条件的影响明显，彼此之间还存在竞争关系，从而限制了其应用，使srb菌种或dnb菌种不能共同处理强酸性和低温等环境条件下的含铀酸性废水，而srb混合菌种和dnb混合菌种分别以srb、dnb为主多种微生物共存并结合化学法，不从中进行分离纯化出单一的srb菌种或dnb菌种，显著提高其应用范围和处理效果。

根据本发明提供的利用srb和dnb混合菌协同处理酸法地浸采铀地下水的方法，所述方法包括：

步骤1，分别对srb混合菌种和dnb混合菌种驯化。

在步骤1中，预先富集培养srb混合菌种，通过厌氧污泥与培养基在厌氧环境下混合培养得到。

其中，所述厌氧污泥不限于任何铀矿的厌氧污泥，优选选自尾矿坝下300m以下的厌氧污泥，更优选为尾矿坝下400m以下的厌氧污泥，例如500m处的尾矿坝下厌氧污泥。

进一步地，所述培养基中包含srb混合菌种繁殖所需的营养物质和原料，优选农业部沼气所的培养基。

在一种优选实施方式中，所述农业部沼气所培养基组成如下：ρ(乳酸钠)＝5g/l，ρ(酵母浸膏)＝1g/l；ρ(mgso4)＝2g/l；ρ(k2hpo4)＝0.5g/l；ρ(nacl)＝2g/l；ρ(na2so4)＝0.5g/l；ρ(nh4cl)＝1g/l；ρ((nh4)2fe(so4)2·6h2o)＝0.5g/l，其ph为7.0。

在本发明中，当厌氧污泥与培养基的重量比为1：(0.5～3)时，即可满足srb混合菌种的繁殖，优选厌氧污泥与培养基的重量比为1：(0.8～1.5)，更优选为1：1。

根据本发明，所述srb混合菌种的生长温度，即混合培养的温度为28～38℃，优选为29～36℃，更优选为30～35℃。

根据本发明，所述srb混合菌种需要经过驯化才能在极端条件下用于去除酸法地浸采铀地下水中的so4^2-，仅需少量的srb混合菌种即可满足后续驯化要求，则所述混合培养时间为2～10天，优选为5～8天，更优选为6天。

在本发明中，混合培养结束后，从混合培养所得菌液中移取部分如10％至容量更大的厌氧环境中扩大培养，所述扩大培养时间为2～12天，优选为3～9天，更优选为6天。

在步骤1中，所述srb混合菌种的驯化包括静态驯化和动态驯化，优选地，先对srb混合菌种进行静态驯化，再进行动态驯化，有利于提高驯化效率，增强srb混合菌种在酸法地浸采铀地下水的耐受性。

根据本发明，未经驯化的srb混合菌种在铀浓度低于2mg/l、so4^2-浓度为0.5～2g/l、温度30～35℃、ph6.8～7.0的条件下能正常生长。

为使富集到的srb混合菌种能够适应酸法地浸采铀地下水的水质环境，所述静态驯化优选为梯度静态驯化，包括铀浓度、so4^2-浓度、温度、ph的梯度静态驯化，由于ph对srb混合菌种生长代谢的影响最大，温度次之，铀浓度的影响最小，因此，优选依次经过铀浓度、so4^2-浓度、温度、ph的梯度静态驯化。

根据本发明，所述铀浓度梯度静态驯化的初始浓度为0.5～2.5mg/l，优选为1.0～2.2mg/l，更优选为2.0mg/l，驯化浓度逐次升高0.5～2.0mg/l，优选为0.8～1.5mg/l，更优选为1.0mg/l。

其中，在上述铀浓度梯度静态驯化过程中，既不会导致srb混合菌种生长停滞，又不会因驯化浓度逐次升高的太低导致驯化周期太长。驯化后的srb混合菌种能够适应1～5.5mg/l，优选2～5mg/l的铀浓度范围。

在本发明中，srb混合菌种静态梯度驯化过程中，以菌种中出现黑色沉淀作为一个驯化周期，此时按照10％的接种量接种，进行下一静态驯化过程。

在本发明中，每一驯化周期接种量的多少会影响菌种，包括srb混合菌种和dnb混合菌种生长延滞期的长短。接种量大则延滞期短，但菌体之间形成竞争；接种量少则延滞期长，但菌体之间竞争较弱，所以接种量对srb混合菌种和dnb混合菌种的生长有明显影响。

根据本发明，所述so4^2-浓度梯度静态驯化的初始浓度为0.5～2.3g/l，优选为1.5～2.1g/l，更优选为2.0g/l；驯化浓度逐次升高0.6～2.3g/l，优选为0.8～1.5g/l，更优选为1.0g/l。

在本发明中，由于初始so4^2-浓度越高，srb混合菌种对数生长期相对滞后，说明初始so4^2-浓度过高对于该srb混合细菌的生长具有一定的抑制作用。通过so4^2-浓度梯度驯化，srb混合菌种生长周期明显缩短，且保持稳定，这说明该srb混合菌种对so4^2-浓度具有较强的适应能力，驯化后的srb混合菌种能够适应1g/l～7g/l，优选2～6g/l的so4^2-浓度范围。

根据本发明，所述温度梯度静态驯化的初始温度为28～40℃，优选为30～37℃，更优选为30～35℃，驯化温度逐次降低2～10℃，优选为4～8℃，更优选为5～6℃。

本发明人发现，温度梯度静态驯化中温度逐次变化太快，srb混合菌种无法适应新的温度，导致生长处于停滞状态，温度逐次变化太慢，驯化周期太长。

根据本发明，所述温度对srb混合细菌的生长速度有一定的影响，但通过温度梯度静态驯化可适应25～40℃，优选为25～35℃的温度范围。

根据本发明，经过温度梯度驯化的srb混合菌种受ph影响较大，当初始ph过低时，其生长处于停滞状态，即使提高培养温度仍无法使其恢复生长。优选地，所述ph梯度静态驯化的初始ph为6～7.6，优选为6.5～7.0，更优选为6.7。

进一步地，所述ph逐次降低0.2～1，优选为0.4～0.8，更优选为0.5～0.6。其中，ph梯度静态驯化中ph逐次变化太快，srb菌种的耐受性差，生长处于停滞状态，ph逐次变化太慢，驯化周期延长。

根据本发明，通过ph梯度静态驯化，srb混合菌种可适应ph为4.5～7.6，优选为4.5～6.7的范围。

根据本发明，通过静态梯度驯化，srb混合菌种得耐受能力增强，能够在铀浓度1～5.5mg/l、so4^2-浓度1g/l～7g/l、温度25～40℃，ph为4.5～7.6的条件下生长代谢；优选在铀浓度2～5mg/l、so4^2-浓度2g/l～6g/l、温度25～35℃，ph为4.5～6.7的条件下生长代谢。

在本发明中，所述srb混合菌种的驯化周期受生长温度与初始ph的双重影响。随温度降低，其耐受初始ph的能力逐渐减小，驯化周期延长；随温度升高，其耐受初始ph的能力逐渐扩大，驯化周期缩短。

特别的是，由于酸法地浸采铀地下水的温度更低，酸性更强，因此，经过静态梯度驯化的srb混合菌种仍无法满足对酸法地浸采铀地下水中so4^2-的去除，在可生长范围内，srb混合菌种可通过动态驯化缩短驯化周期，以满足在低温、强酸条件下的酸法地浸采铀地下水中so4^2-的去除。

本发明人发现，利用uasb反应器处理酸法地浸采铀地下水，将地下水与srb混合菌种、dnb混合菌种发生厌氧反应，利于去除地下水中的so4^2-和no3^-。为了使得srb混合菌种适应酸法地浸采铀地下水的处理环境，并将srb混合菌种扩大培养至uasb反应，所述动态驯化优选在特定的uasb反应器中进行。

根据本发明，所述uasb反应器包括反应柱体，所述反应柱体包括固定填料床13和悬浮污泥床14，固定填料床13和悬浮污泥床14之间通过垫板5隔开。

其中，所述反应柱为套管，包括内管和外管，外管侧面底端开设有恒温水入口2，侧面上部开设有热水出口6。

驯化srb混合菌种时，内管和外管之间循环的是恒温水，用来控制反应柱内的温度，恒温水从恒温水入口2进入，溢流经热水出口6排出。

根据本发明，所述内管侧壁开设有取样孔12，用于监测内管的反应现象，还开设有溢流口9，处理酸法地浸采铀地下水时使用。

根据本发明，在内管的底端开设待处理废水入口1，与之相连布水器3，在套管内壁的顶端设有三相分离器7，三相分离器7设有温度计8，用于监测恒温水的水温。此外，内管的侧壁上部还开设回流/废水出口10，处理酸法地浸采铀地下水时使用。

在本发明中，为了方便固定垫板5，优选将柱体分段安装，每段之间的连接部位通过螺栓4固定连接，如图1所示。

根据优选实施方式，uasb反应器动态驯化srb混合菌种时，将静态驯化的srb混合菌种及碳源、酸法地浸采铀地下水通过废水入口1泵入内管，通过控制温度和ph对srb混合菌种进行驯化，使srb混合菌种在uasb生物反应器内长期生长并大量繁殖，来提高srb混合菌种适应酸法地浸采铀地下水环境的能力。驯化期间，任一周期结束或下一周期开始时在uasb反应器中泵入酸法地浸采铀地下水。

其中，所述碳源对srb混合菌种动态驯化及去除酸法地浸采铀地下水中的so4^2-和dnb混合菌种去除酸法地浸采铀地下水中的no3^-有很大的影响，优选采用植物与动物粪便发酵制得。

根据本发明，所述植物包括玉米、小麦、稻谷中的任意一种或几种，优选为玉米，更优选为玉米芯，所述动物粪便包括鸡粪、牛粪、羊粪中的任意一种或几种，优选为牛粪。

在本发明中，以植物与动物粪便作为碳源的原料，绿色环保、来源广泛、成本低廉、以废治废，更特别的是，植物与动物粪便混合发酵的产物能为srb混合菌种和dnb混合菌种提供所必须的有机酸、醇和h2等电子供体，处理酸法地浸采铀地下水时，对so4^2-和no3^-的去除率高。

进一步地，通过玉米芯和牛粪制备的碳源，其中含有大量的糖类、有机酸、碳水化合物，以及氮、磷、钙、铁等微量元素，为srb混合菌种和dnb混合菌种提供了稳定的能源物质和电子供体。

在本发明中，为了制得优质碳源，所述玉米芯和牛粪的重量比为(2～20)：1，优选为(5～15)：1，更优选为(11～12)：1。

在本发明中，所述发酵的菌种优选为兼性厌氧发酵菌，例如乙酸菌。

根据本发明，为了满足srb混合菌种和dnb混合菌种的碳源中电子供体的需要，发酵温度为15～40℃，优选为25～30℃，更优选为28℃，发酵时间为10～25天，优选为15～20天，更优选为18天。

根据本发明，对于一个新建的厌氧反应系统uasb反应器，由于厌氧微生物，即srb混合菌种增殖较慢，uasb反应器的启动时间较长，要经过厌氧微生物的接种、初期启动阶段和负荷运行阶段后，才能进入稳定运行阶段用于动态驯化srb混合菌种或处理高负荷的酸法地浸采铀地下水。

因此，uasb反应器动态驯化srb混合菌种之前，先启动uasb反应器，即将已经静态驯化的srb混合菌种及碳源通过废水入口1泵入内管，并在uasb反应器的固定填料床13中填充物料，所述物料优选植物，包括玉米、小麦、稻谷中的任意一种或几种，优选为玉米，更优选为玉米芯。

根据本发明，玉米芯易于srb混合菌种和dnb混合菌种的富集或负载，能使更多的srb混合菌种、dnb混合菌种增殖，并含有大量的糖类，氮、磷、钙等微量元素，为srb混合菌种提供能源物质，也有利于处理酸法地浸采铀地下水中时，与so4^2-和no3^-充分反应。

根据本发明，动态驯化初始，通过内管和外管之间循环的恒温水温度控制uasb内管温度为25℃，调节ph为4.5，一周后，反应器内出现黑色沉淀，固定填料床13中的填充物料上附着大量的颗粒污泥，并伴有浓重臭鸡蛋的h2s气味，表明反应器进入正常启动阶段，可以用来进行混合srb的动态驯化试验。

根据本发明，采用uasb反应器对srb混合菌种的动态驯化包括温度和ph的动态驯化，由于ph对srb混合菌种生长代谢的影响大于温度，优选先经过温度动态驯化，再经过ph动态驯化。

其中，所述温度动态驯化过程控制温度与酸法地浸采铀地下水温度相同或相近，为15～20℃，优选为20℃，所述驯化的温度通过控制uasb反应器内管的恒温水水温实现。

进一步地，所述温度动态驯化周期为3～12天，优选为5～9天，更优选为7～8天；所述驯化周期为5～16个，优选为6～12个，更优选为8～9个。此时，srb混合菌种已经能够在温度为20～35℃、ph为4.5～7的条件下进行生长代谢，对未经处理的酸法地浸采铀地下水中so4^2-的代谢效率达到30％以上，优选35％以上，更优选40以上，例如42％。

根据本发明，所述ph动态驯化过程控制酸度与酸法地浸采铀地下水ph相同或相近，为2.5～4.2，例如4.0；所述ph动态驯化周期为10～30天，优选为15～25天，更优选为20～22天；所述驯化周期为6～18个，优选为7～11个，更优选为8～9个。先后经过温度动态驯化和ph动态驯化的srb混合菌种，已经能够在温度为20～35℃、ph为4.0～7.0的条件下进行生长代谢，对未经处理的酸法地浸采铀地下水中so4^2-的代谢效率达到30％以上，优选34％以上，更优选38％以上，例如40％。

根据本发明，驯化期间，任一周期结束或下一周期开始时在uasb反应器中泵入新鲜的酸法地浸采铀地下水，供srb菌种适应。

根据本发明，经过驯化的srb混合菌种已经能初步适应酸法地浸采铀地下水的环境。

在本发明中，对dnb混合菌种驯化时，预先富集培养dnb混合菌种，所述富集培养dnb混合菌种通过污泥与培养基在厌氧环境下培养得到。

其中，所述厌氧污泥选自污水处理厂的污泥，例如台湖污水处理厂污泥硝化塔的活性污泥。

根据优选实施方式，预先将污泥稀释，例如采用蒸馏水稀释，取其上层清液，按2～30％的接种量至反硝化细菌培养基中，进行厌氧培养。

在进一步优选实施方式中，预先将污泥稀释，取其上层清液，按6～20％的接种量至反硝化细菌培养基中，进行厌氧培养。

在更进一步优选实施方式中，预先将污泥稀释，取其上层清液，按10～15％的接种量至反硝化细菌培养基中，进行厌氧培养。

在一种优选实施方式中，所述所述反硝化细菌培养基组成为：甲醇2g，nano31.4g，kh2po40.5g，mgso4·7h2o0.2g，蒸馏水1000ml。

在本发明中，培养dnb混合菌种的温度是dnb混合菌种能大量繁殖的温度，为28～40℃，优选为30～35℃，更优选为35℃，所述混合培养的ph同样满足dnb混合菌种繁殖的环境，所述ph为近中性，优选为6～7.3，更优选为6.5～7.0。

根据本发明，由于污泥中含有大量的no3^-，培养过程中，由于dnb混合菌种大量繁殖，导致no3^-的含量有所下降，当no3^-去除率达到80％以上，优选85％以上，更优选90％以上时，将此菌液继续按上述接种量培养，如此反复持续多代，如5代，得到dnb混合菌种。

在步骤1中，由于未经驯化的dnb混合菌种无法高效去除酸法地浸采铀地下水中的no3^-，优选对dnb混合菌种进行驯化，以适应酸法地浸采铀地下水的环境。

其中，由于dnb混合菌种有较强的适应能力，仅需对其进行静态驯化即可适应酸法地浸采铀地下水环境。所述静态驯化为梯度静态驯化，包括温度、ph的梯度静态驯化，由于ph对dnb混合菌种生长代谢的影响大于温度，优选先经过温度梯度静态驯化，再经过ph梯度静态驯化。

根据本发明，为了使dnb混合菌种大量繁殖，并满足驯化要求，所述温度梯度静态驯化的初始温度与dnb混合菌种未经驯化正常生长的温度相同，为28～40℃，优选为30～35℃，更优选为35℃，所述温度逐次降低1～8℃，优选为3～7℃，更优选为5～6℃。

根据本发明，对dnb静态驯化过程中，当no3^-去除率达到90％以上时，接种10％进行下一次驯化。

根据本发明，与srb混合菌种相似的是，经过温度梯度驯化的dnb混合菌种受ph影响较大，当初始ph过低时，其生长处于停滞状态。所述ph梯度静态驯化的初始为近中性，优选为6～7.3，更优选为6.5～7.0。

进一步地，所述ph逐次降低0.3～2，优选为0.7～1，更优选为0.5～0.6。其中，ph逐次变化太快，dnb混合菌种生长处于停滞状态，ph逐次变化太慢，驯化周期过长，不利于驯化过程。

根据本发明，经过驯化的dnb混合菌种已经能够适应酸法地浸采铀地下水的环境。其中，驯化后的dnb混合菌种能够在温度为18～40℃，ph为4.5～7.2的条件下进行生长代谢，优选能够在温度为20～35℃，ph为5～7的条件下进行生长代谢。

在本发明中，经过驯化的dnb混合菌种，对未经处理的酸法地浸采铀地下水中no3^-的代谢效率达到70％以上，优选78％以上，更优选83％以上，例如85％。

步骤2，利用步骤1驯化的srb混合菌种和dnb混合菌种同时处理酸法地浸采铀地下水。

在本发明中，利用srb混合菌种的代谢作用将酸法地浸采铀地下水中的so4^2-还原为s^2-并提高溶液的ph，然后s^2-与重金属反应生成硫化物沉淀，从而达到去除硫酸盐、重金属离子和提高ph的目的，同时利用dnb以硝酸盐、氮化物等作为末端电子受体，以有机物作为碳源及电子供体提供能量，将酸法地浸采铀地下水中的硝酸盐和氮化物逐渐还原为no、n2o，最终变为n2，从而达到去除硝酸盐和氮化物的目的。在此过程中，由于酸法地浸采铀地下水ph的升高，相应的金属离子，例如u(vi)、fe³⁺会相应絮凝或沉淀。

根据本发明，由于动态驯化后的srb混合菌种已经完全适应在uasb反应器和酸法地浸采铀地下水的环境，静态驯化后的dnb混合菌种对uasb反应器具有较强的适应能力，因此，步骤2中，只需将步骤1驯化的dnb混合菌种泵入uasb反应器中，调节cod/so4^2-，再将酸法地浸采铀地下水泵入uasb反应器中，去除酸法地浸采铀地下水中的so4^2-和no3^-。

根据本发明，处理酸法地浸采铀地下水时，控制反应温度与酸法地浸采铀地下水温度相同，为18～30℃，优选20～25℃，控住酸法地浸采铀地下水的注入口流量为100～200ml/h，例如150ml/h。

其中，过快的酸法地浸采铀地下水注入流量，由于流速过快，与srb混合菌种和dnb混合菌种接触时间太短，不能将so4^2-和no3^-充分还原，注入流量过慢，处理酸法地浸采铀地下水中的so4^2-和no3^-速率太慢，反应时间太长。

反应时，酸法地浸采铀地下水中so4^2-和no3^-与srb混合菌种、dnb混合菌种反应，酸法地浸采铀地下水的依次经过悬浮污泥14及固定填料床13后进入三相分离器7，从三相分离器7中分离出的气体从上部排气口排出至含有碱液的集气瓶中，分离出的上部澄清液通过溢流口9排入澄清池中沉淀，分离出的污水从回流/废水出口10回流或排出返回至柱体，其中，回流/废水出口10连接有多个管道，优选2个，一个管道与回流泵相连，当处理得到的废水不达标，废水在回流泵的动力下回流至废水入口1进入柱体中进一步实现so4^2-和no3^-的脱除，当处理得到的废水达标，废水会从回流/废水出口10的另一个管道排出。

本发明人发现，dnb混合菌种与srb混合菌种之间存在一定的竞争关系。dnb混合菌种在与srb混合菌种竞争中占据优势，优先利用碳源，这是由于在对碳源的竞争中，dnb混合菌种比srb混合菌种有明显的优势：首先，dnb混合菌种比srb混合菌种对碳源的亲和力要高很多，因此当碳源浓度一定时，dnb混合菌种总是优先利用反应系统中一定量的碳源；其次，反应热力学有利于硝酸盐还原的进行。硝酸盐还原作用比硫酸盐还原释放的能量高，即硝酸盐还原反应比硫酸盐还原反应更容易进行；此外，srb菌所要求的氧化还原电位(-100mv)比dnb菌(+400mv)来的低，所以，硝酸还原反应总是优先发生的。

根据本发明，所述cod/so4^2-对dnb混合菌种和srb混合菌种的存在关系有很大的影响，进而与so4^2-和no3^-的去除率直接相关，为同时最大程度去除so4^2-和no3^-，并降低出水中的cod，所述cod/so4^2-为1～4，优选为1.4～3，更优选为2～2.5，例如2.2。

根据本发明，所述srb混合菌种、dnb混合菌种、碳源与酸法地浸采铀地下水的体积比为(0.2～0.8):(0.05～0.3)：(1～5)：(3～10)，优选为(0.4～0.8):(0.1～0.2)：(2～4)：(5～7)，更优选为0.5：0.15：3：6.5。

本发明人发现，在充足的碳源条件下，当酸法地浸采铀地下水中no3^-的初始浓度小于800mg/l时，其对srb混合菌种的生长没有显著影响，不会影响srb对地浸采铀地下水中so4^2-的去除。但是当no3^-的初始浓度大于800mg/l时，其对混合srb活性的影响就很明显，大大降低了srb混合菌种对so4^2-的处理效果。说明如果处理的地浸采铀地下水中的no3^-浓度过高，dnb还原no3^-过程中产生的nh4⁺等中间产物会对srb混合菌种产生毒害作用，进而影响so4^2-的处理效果，所以利用两者处理酸法地浸采铀地下水时，no3^-的初始浓度应控制在800mg/l以内。

在进一步优选实施方式中，所述no3^-的初始浓度应控制在600mg/l以内。

在更进一步优选实施方式中，所述no3^-的初始浓度应控制在500mg/l以内。

根据本发明，所述酸法地浸采铀地下水中so4^2-的浓度受dnb还原no3^-的影响，其初始浓度为1g/l以上，优选1.5g/l以上，更优选为1.8g/l以上，例如2.0g/l。

根据本发明，所述酸法地浸采铀地下水的ph为酸性，优选为2～5，更优选3～4，所述酸法地浸采铀地下水的温度为14～25℃，优选为15～20℃，更优选为15～18℃，所述酸法地浸采铀地下中含有的铀浓度低于20mg/l，优选2～14mg/l，更优选2～6mg/l。

在本发明中，经驯化的srb混合菌种和dnb混合菌种对未经处理的酸法地浸采铀地下水中so4^2-的去除率可达到40％以上，no3^-的去除率可达到85％以上，为提高驯化的srb混合菌种和dnb混合菌种对酸法地浸采铀地下水中so4^2-和no3^-的去除率，优选在泵入uasb反应器前，对酸法地浸采铀地下水碱处理，提高酸法地浸采铀地下水的ph。

其中，所述碱处理使用的碱为强碱，优选为无机强碱，例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙，更优选经济成本低的氧化钙。

使用时，将氧化钙粉末加入酸法地浸采铀地下水中，氧化钙的加入量不能导致酸法地浸采铀地下水酸性不大于6，优选调节酸法地浸采铀地下水酸性为5.3～5.7，例如5.5，在此ph下，srb混合菌种和dnb混合菌种对酸法地浸采铀地下水中so4^2-和no3^-的去除率可分别达到84％以上和90％以上。

实施例

以下通过具体实例进一步描述本发明，不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。

实施例1

(1)制备碳源

将玉米芯和牛粪按干重比10:1混合后接入发酵接种物，并置于含有乙酸菌群的酸性厌氧发酵罐中进行发酵，所述发酵接种物为有机肥发酵剂(商品名称：有机肥发酵剂，山东绿陇生物科技有限公司生产，有效活菌数≥2.0亿/g)，控制发酵温度为28℃，发酵时间为l8天。

(2)驯化srb混合菌种

从青龙铀矿现场尾矿坝下游500m地表采集厌氧污泥，与培养基按重量比1:1混合，置于50ml医用厌氧瓶中进行培养，所述培养温度为35℃，6天后，从该医用厌氧瓶中取20ml的菌液转接至100ml的容量瓶中，于6天后将医用厌氧瓶中的菌液按10％接种培养，获得srb混合菌种。

其中，所述培养基为自制的农业部沼气所培养基，其组成为：ρ(乳酸钠)＝5g/l，ρ(酵母浸膏)＝1g/l；ρ(mgso4)＝2g/l；ρ(k2hpo4)＝0.5g/l；ρ(nacl)＝2g/l；ρ(na2so4)＝0.5g/l；ρ(nh4cl)＝1g/l；ρ((nh4)2fe(so4)2·6h2o)＝0.5g/l，其ph为7.0。

将上述srb混合菌种置于铀浓度为2mg/l、so4^2-浓度为2g/l、ph为6.7、温度为35℃的培养基中驯化，当培养基中析出黑色沉淀时证明srb混合菌种已适应该条件，将此菌种按10％接种到铀浓度为3mg/l(其他条件不变)的培养基中驯化，如此类推，每次铀浓度升高1mg/l，最后一次静态驯化的铀浓度为5mg/l；接着将完成最后一次铀浓度静态驯化的srb混合菌种按10％接种量转移至so4^2-浓度为3g/l、铀浓度为5mg/l、ph为6.7、温度为35℃的培养基中驯化，当培养基中析出黑色沉淀时将菌种按10％接种到so4^2-浓度为4g/l(其他条件不变)的培养基中驯化，如此类推，每次so4^2-浓度增加1g/l，最后一次静态驯化的so4^2-浓度为6g/l。

将上述完成最后一次so4^2-浓度静态驯化的srb混合菌种按10％接种量转移至温度为30℃、so4^2-浓度为6g/l、铀浓度为5mg/l、ph为6.7的培养基中驯化，当培养基中析出黑色沉淀时将菌种按10％接种到温度为25℃(其他条件不变)的培养基中驯化，将完成25℃温度静态驯化的srb混合菌种按10％接种量转移至ph为6(其他条件不变)的培养基中驯化，当培养基中析出黑色沉淀时将菌种按10％接种到下一代，ph降低0.5，以此类推进行后续驯化，直至ph降到4.5，完成静态梯度驯化，其中，静态梯度驯化过程中使用的培养基为自制的农业部沼气所培养基，其组成与上述自制农业部沼气所培养基组成相同。

向uasb反应器的固定填料床13中填充粒径为5～10mm的玉米芯，将500ml静态梯度驯化后的srb混合菌种、2500ml步骤(1)制备的碳源从废水入口1接种于温度为25℃，ph为4.5的uasb生物反应器中，一周后，反应器内出现黑色沉淀，玉米芯上附着大量的颗粒污泥，并伴有浓重臭鸡蛋的h2s气味，表明反应器进入正常启动阶段，开始对srb混合菌种进行动态驯化：

调节uasb反应器温度为20℃，将srb混合菌种在此温度下驯化8个周期，每个周期为7天，每个周期驯化开始前，在uasb反应器中泵入ph为4.5、so4^2-浓度为2g/l的酸法地浸采铀地下水，温度动态驯化结束后在uasb反应器中泵入ph为4.0、so4^2-浓度为2g/l的酸法地浸采铀地下水，对srb混合菌种继续进行ph动态驯化，驯化9个周期，每个周期为20天，每个周期驯化开始前，在uasb反应器中泵入ph为4.0、so4^2-浓度为2g/l的酸法地浸采铀地下水，动态驯化过程中的温度通过调节uasb反应器内管的恒温水水温来控制。

(3)驯化dnb混合菌种

从台湖污水处理厂采集污泥，向其中加入蒸馏水稀释，摇匀沉淀后取上层清液，按10％接种量接种到反硝化细菌培养基(培养基组成为：甲醇2g，nano31.4g，kh2po40.5g，mgso4·7h2o0.2g，蒸馏水1000ml)中，放置于生物培养箱中35℃厌氧培养，每天分析菌液中的ρ(no^3-)，当no^3-去除率达到90％时，将此菌液继续按10％接种培养，持续5代培养得到dnb混合菌种。

将上述dnb混合菌种置于温度为35℃、ph为7的反硝化细菌培养基中驯化，当菌液中no^3-去除率达到90％时，将此菌液继续按10％接种至温度为30℃的反硝化细菌培养基中进行下一驯化，如此类推，每次驯化温度降低5℃，最后一次驯化的温度为20℃，接着，将完成温度梯度驯化的dnb混合菌种转移至ph为6.5的反硝化细菌培养基中驯化，当菌液中no^3-去除率达到90％时，将此菌液继续按10％接种至ph为6反硝化细菌培养基中驯化，如此类推，每次ph降低0.5，最终驯化的ph为5.0，当菌液中no^3-去除率达到90％时，完成静态梯度驯化，驯化过程中使用的反硝化细菌培养基与上述培养dnb混合菌种使用的反硝化细菌培养基来源相同。

(4)处理酸法地浸采铀地下水中的so4^2-和no3^-

配制u(vi)浓度为6mg/l、ph为4.0、so4^2-浓度为2g/l、no3^-浓度为300mg/l的液体，模拟酸法地浸采铀地下水，在其中加入氧化钙粉末进行碱处理，至酸法地浸采铀地下水ph为5.5。

从废水入口1接种dnb混合菌种100ml，调节cod/so4^2-为2.2，再从uasb反应器的废水入口1以150ml/h的流量泵入上述碱处理的的酸法地浸采铀地下水，持续运行10天，运行温度为25℃，经so4^2-铬酸钡比色法和分光光度法分别测定u(vi)、so4^2-和no3^-的浓度，测得最终酸法地浸采铀地下水中u(vi)的浓度为0.1mg/l，so4^2-的浓度为0.28g/l，no3^-的浓度为24mg/l，即：so4^2-的去除率为86％，no3^-的去除率为92％。

实施例2

以与实施例1完全相同的方式驯化srb混合菌种、dnb混合菌种和制备碳源，并以与实施例1相似的方式处理酸法地浸采铀地下水，区别在于：

配制u(vi)浓度为6mg/l、ph为4.0、so4^2-浓度为2g/l、no3^-浓度为400mg/l的液体，模拟酸法地浸采铀地下水，在其中加入氧化钙粉末进行碱处理，至酸法地浸采铀地下水ph为5.5。

测得最终酸法地浸采铀地下水中u(vi)的浓度为0.1mg/l，so4^2-的浓度为0.32g/l，no3^-的浓度为40mg/l，即：so4^2-的去除率为84％，no3^-的去除率为90％。

以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。