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酸性矿山废水(AMD)是对环境污染严重，对人类危害极大的一种工业废水。目前，酸性矿山废水的处理主要采用物理和化学方法，容易造成二次污染。而利用硫酸盐还原菌(SRB)处理此类废水虽然具有实用性广、运行稳定以及环境友好等特点，但AMD独特的低pH酸性条件和高浓度重金属含量成为利用SRB处理此类废水的阻碍因素。为了改善SRB处理酸性矿山废水的效果，本课题研究了SRB对硫酸盐的还原规律与作用行为，研发了一种新型生物反应器。该反应器利用旁路供磷和二步处理的新工艺来处理此类废水。第一步在调节瓶中利用铁屑置换AMD中的部分H+，提高pH，还原Fe3+，并利用N2吹脱在第二步处理时产生的H2S，沉淀部分重金属离子，减轻Cu2+等对SRB的抑制作用；第二步处理是通过填料式主体反应器利用SRB还原SO42-，产生硫化物，进一步沉淀第一步处理中未沉淀的金属离子，使AMD达到净化的目的。由于AMD中Fe3+和P源发生沉淀会使SRB由于P源供给不足而生长受到抑制，我们提出磷源以旁路的方式供给，即供SRB生长的P源单独从反应器底部供入。利用该新型生物反应器研究了处理AMD的可行性，旨在为实现酸性矿山废水的有效治理提供一定的理论参考。 本课题从SRB的选种、培养、菌种分离、纯化、鉴定等各方面对SRB进行了研究，并对SRB在摇瓶实验中的各影响因素进行了探讨。对在低pH含Cu2+或不含Cu2+条件下铁屑协同SRB对SO42-的还原作用及机理进行了阐述。利用新型生物反应器分别对模拟和实际酸性矿山废水进行了处理，并对该反应器中的二步处理机制和作用历程进行了阐述。探讨沉淀物中含铜固体的回收条件，并对该反应器中产生的金属沉淀物中的Cu以CuS的形式进行回收。通过研究主要得出以下结论： (1)SRB培养的最佳转接时间即是SO42-还原速率达到最大的时候，累计气体体积V的降低可以间接作为SRB开始大量还原SO42-的标志，通过菌种鉴定发现分离出的SRB细菌在极大程度上属于脱硫肠状菌属，可能是Desulfotomaculum sp.RH04-3菌株或者和该菌株在进化过程中有共同的来源。 (2)通过探讨各因素pH、SO42-浓度、接种量、酵母浸膏、无机P源、转速、光照和温度对SRB还原硫酸盐的影响，结果表明：pH和温度条件对SRB还原SO42-的影响最大，Na5P3O10可以替代KH2PO4作为供给SRB生长的无机P源。在低pH条件下，铁屑协同SRB对SO42-的还原作用得到显著提高，提出了协同机制；在低pH含Cu2+件下，协同作用受到抑制，说明了抑制原因。 (3)通过新型生物反应器处理模拟和实际酸性矿山废水的实验得出：处理含Cu2+和不含Cu2+模拟废水时，该反应器的处理效率远远强于摇瓶实验，体现出二步处理的优势；在处理含Cu2+和Fe3+的模拟废水时，适宜温度条件下最佳水力停留时间(HRT)为4.0d，远远优于室温条件下处理效果；在处理实际废水过程中，通过增加营养物质来提升处理量，夏季室温条件(30℃~39℃)下该反应器处理效果较好，最佳HRT可大大缩短至0.8d，并且该反应器在此条件下连续稳定运行48d。该反应器克服了目前国内外处理酸性矿山废水的生物反应器因使用碳酸钙中和酸性废水而产生的硫酸钙沉淀二次污染。通过对调节瓶内各金属离子和反应器内SRB作用机制探讨推断可知，第一步处理为利用铁屑置换H+，还原Fe3+，并以CuS和FeS的形式去除废水中的Cu2+和Fe3+；第二步处理主体反应器中SRB在填料表面成膜，并减轻金属离子和沉淀物对SRB的抑制。 (4)分别对模拟废水和实际废水处理时调节瓶中沉积物进行分选，得出Cu的回收率分别为81.09％和77.59％，回收含Cu固体以CuS计含量分别大于80％和接近80％。