生物技术的应用领域，不仅涉及农牧渔业、医药工业、食品工业、化学工业、采矿工业、能源工业，而且在环境保护方面，也起着越来越重要的作用，如：污水的生物净化、废弃物的生物处理，污染物的生物监测等，这些都是利用天然微生物的代谢作用，除去污水、废物中的有机污染物。本文介绍的氧铁菌可用于矿山酸性废水的处理，这为我国矿山酸性废水处理，开辟一个新领域。

1 氧铁菌的培养、分离

氧铁菌是一种化学合成自养细菌，在pH=2~3条件下，利用亚铁(Fe²⁺+)氧化成三价铁(Fe³⁺+)时产生的能，固定空气中的二氧化碳(CO₂)生育成长，其大小0.5×1.0μ左右。一般存在于含硫铁矿的矿山酸性废水中，但浓度低、适应性差，只有经过培养、分离纯化，达到一定浓度后，才能适用于矿山的废水处理。

1.1 液体、固体培养

从现场采集菌种，用培养基、液体培养、固体培养及继代培养。试验流程如图 1。

经过液体、固体培养，达到分离、纯化氧铁菌的目的。

1.2 氧铁菌对金属离子的适应性试验

为探讨氧铁菌在矿山废水处理中的广泛适用性，对水中的金属离子如：Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺、As³⁺、Hg²⁺等阻碍氧铁菌生育的允许最大浓度进行适应性试验。试验流程如图 2。

重金属对氧铁菌生育阻碍顺序如下：

允许最大浓度列于表 1。

1.3 活菌计数

采用统计数学方法，计算出样品中含菌数量，简称MPN法(most probable number)。通过培养计数，细菌浓度每毫升可达10⁸个杆菌。图 3是放大后的氧铁菌照片。

2 氧铁菌在废水处理中的作用

我国铜硫矿山的坑井废水，pH一般在1.5~3.0左右，为酸性废水，并含有重金属离子，如：Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等。其中亚铁(Fe²⁺)含量较高。目前最常用也是最主要的处理方法是用石灰中和。沉淀去除重金属离子，对于废水中大量的亚铁(Fe²⁺)只有将pH提高到8.5以上才能沉淀，这时的沉渣量大，又难以脱水，而利用氧铁菌，把亚铁(Fe²⁺)氧化为三价铁，就可解决这个难题。

2.1 连续氧化试验

在连续氧化处理过程中，掌握氧铁菌催化氧化的条件，使废水中的亚铁(Fe²⁺)有效地氧化为三价铁亚铁(Fe³⁺)。试验流程如图 4。

连续氧化滞留时间12-6-3-2-1h, 从处理水的分析结果看效果，确定和掌握氧铁菌氧化的条件、速度。

试验结果表明，即便滞留时间2h，氧化率可达98%以上，氧化速度达35mg/l·h, 获得很好的氧化效果。

2.2 中和

由于细菌氧化作用，使亚铁(Fe²⁺)变为三价铁(Fe³⁺)、加入碳酸钙中和，使pH达到5~6时，即可使90%以上的三价铁(Fe³⁺)沉淀下来，且沉降特性好，渣量少，仅占总体积的4.5%左右。铁沉淀物可回收利用。经碳酸钙沉淀去除铁后，再用石灰中和到pH8.5左右，铅(Pb²⁺)、锌(Zn²⁺)以氢氧化物的形式沉淀下来，最难沉淀的镉(Cd²⁺)、锰需用石灰将pH提高到10.5, 才能沉淀下来, 最后出水用酸进行调节其pH值, 使出水水质达到污水综合排放标准(GB8978-88)。试验最终的水质测定结果列于表 2。

3 结语

采用铜硫矿山的井下废水，经培养基培养分离，能获得高效率的氧铁菌，适用于矿山酸性废水处理，它能有效地将亚铁氧化为三价铁，用石灰中和以除去废水中的铁，沉降性能好，脱水容易，渣量少。由于在低pH范围内氧化，因此能使金属离子分别沉淀，有利于回收。氧铁菌氧化是利用自然界的一种反应，成本低、节能、无二次污染，所以在环境保护中利用生物技术，有着其重大的意义。