[发明专利]复合填料柱机构、细菌的固定化方法及浸出液处理方法

权利要求书

1.嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法，使用复合填料柱机构进行，复合填料柱机构包括壳体和蠕动泵，其特征在于：壳体内由下至上设有环形微孔曝气管和复合填料，微孔曝气管水平设置，所述复合填料包括混合均匀的K3填料和改性聚氨酯泡沫填料，K3填料和改性聚氨酯泡沫填料的堆积体积比为3：1；

微孔曝气管通过通气管连接有空气泵，壳体底部通过管道与蠕动泵出口相连接，蠕动泵的进口通过管道连接有原液池；

复合填料顶端低于壳体顶端，壳体与复合填料顶端之间围成出液腔，出液腔侧壁设有出液口，出液口通过出液管连接有出液池；

出液口处的出液管通过三通接头连接有回流管，回流管与原液池顶部相连接；以液体的流动方向为前向，三通接头前方的出液管上设有第一阀门，三通接头前方的回流管上设有第二阀门；

嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法依次按以下步骤进行：

本方法采用混合矿尾矿池浸生物浸出液中富集的嗜酸性细菌群作为菌源；使用混合矿吨级柱浸浸出液作为培养基，菌源和培养基在活化前均在零下80℃以下的温度下保存；

第一步骤是初次活化；

对于菌源采用吨级柱浸浸出液作为培养基；培养基接种上述菌源后形成待培养混合液，对待培养混合液进行培养；

培养过程是：使用自来水、浓硫酸和七水合硫酸亚铁（FeSO₄·7H₂O）调整待培养混合液的pH为1.4－1.7，同时将二价铁的浓度调整为4.5±1g/L，并将总铁的浓度调整为10－20g/L；使用微孔曝气头供氧，温度为25±2℃；

活化过程中检测溶液中三价铁、总铁和氧化还原电位的值，从而获取铁氧化率和细菌活性；铁氧化率qFe=［Fe³⁺］*100/［TFe］；当qFe达到100%，Eh值大于550mv时，结束初次活化过程，得到活化后的菌液；

第二步骤是进行下一批次菌源的活化过程；

使用前批次菌源活化过程完成后获得的活化后的菌液作为菌源，同时按1:1的比例添加室温保存的浸出液后形成待培养混合液，对待培养混合液进行培养，培养过程同第一步骤中的培养过程；

持续进行第二步骤，直到培养出预定数量的活化后的菌液；

第三步骤是复合填料柱机构的挂膜启动；

将前述第二步骤中活化后的菌液按1:1的比例添加混合矿吨级柱浸浸出液，然后使用自来水、浓硫酸和七水合硫酸亚铁调整其pH为1.4－1.7，同时将二价铁的浓度调整为4.5±1g/L，并将总铁的浓度调整为10－20g/L；

将前述包含活化后的菌液和浸出液的混合液作为原液，将原液装入原液池；原液池内放置有微孔曝气头以保持细菌活性；

然后重复进行以下操作：蠕动泵持续运行，将原液池内的原液泵入复合填料柱机构，进液量为57.6L/d，保持第一阀门处于关闭状态，保持第二阀门处于开启状态，使复合填料柱机构的出液仍回到原液池内；空气泵持续运行，向微孔曝气管注入空气，微孔曝气管对复合填料柱机构内的液体起到曝气作用；待原液池内铁氧化率达到100%，Eh值超过550mv后，撇除原液池内一半体积的溶液后，按剩余溶液与补充浸出液体积比为1：1补充混合矿吨级柱浸浸出液，同时调整原液池内溶液的pH值为1.4－1.7，二价铁含量为4.5±1g/L，总铁含量为10－20g/L；

以上操作重复进行3次以后，复合填料柱机构完成挂膜，嗜酸性氧化亚铁细菌得到固定。

2.根据权利要求1所述的嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法，其特征在于：所述复合填料处的壳体侧壁上下均匀间隔设有若干取样口；所述壳体外设有用于检测pH值的第一酸度计和用于检测氧化还原电位的第二酸度计；第一酸度计和第二酸度计的探头分别伸入壳体内的复合填料内。

3.根据权利要求1-2中任一项权利要求所述的嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法，其特征在于：所述第一步骤即嗜酸性细菌菌群的初次活化步骤中，初始混合菌源和培养基的体积各为200mL，合计400mL。

4.根据权利要求2所述的嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法，其特征在于：

第一步骤和第二步骤中，采用酸度计测定pH值和Eh值测定；三价铁和总铁含量采用螯合滴定法测定。