六价铬Cr(Ⅵ)毒性高,流动性强,易在土壤和地下水中迁移扩散,严重威胁人类和其他生物的健康。渗透式反应墙(PRB)是一种具有广阔应用前景的原位修复技术,利用PRB修复Cr(Ⅵ)污染土壤和地下水是目前国内外最常用的一类方法。填料的选择是PRB技术的关键,零价铁因成本低、无二次污染等特点,在PRB技术中广泛应用。但实践表明,运行后期,零价铁表面会覆盖铁氧化物发生钝化而导致活性降低,影响项目的正常运行。针对以上问题,本研究拟利用Fe(Ⅲ)还原菌的水解还原作用去除零价铁表面的钝化膜以提高其对Cr(Ⅵ)的去除效率。首先从8株具有金属还原能力的微生物中筛选高效Fe(Ⅲ)还原菌。以Fe(Ⅲ)还原菌-零价铁体系为研究对象,进行培养条件优化、Cr(Ⅵ)去除效果以及机理研究。以铁屑、高岭土、秸秆为原料烧制含铁陶粒,将Fe(Ⅲ)还原菌负载其上制成挂膜含铁陶粒。通过过柱实验和PRB模拟实验,分析挂膜含铁陶粒在PRB修复Cr(Ⅵ)污染地下水中的效果,最后对这种新型陶粒的微观结构进行表征与分析。研究结果如下:(1)选择M.morganii subsp为本研究的目标菌种,其协同零价铁还原Cr(Ⅵ)的最优条件是:碳源为葡萄糖(4 g/L),最佳氮源为酵母粉(6 g/L),p H值为7。(2)M.morganii subsp协同零价铁还原Cr(Ⅵ)的机理分析表明:M.morganii subsp-零价铁协同反应72 h后Cr(Ⅵ)的去除率达到82%。M.morganii subsp本身可以实现Cr的固定,且协同处理比单一体系效率高。M.morganii subsp强化零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的过程包括如下几种反应:零价铁化学吸附,零价铁直接化学还原,微生物吸附,微生物直接还原,微生物还原Fe(Ⅲ)生成Fe(II),Fe(II)与Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)共沉淀以及在异化铁还原菌的作用下发生生物矿化作用。(3)铁屑、高岭土、秸秆按质量比为7:3:1,混合烧制含铁陶粒。利用循环挂膜法将M.morganii subsp固定于陶粒上,制得挂膜陶粒。利用琼脂将葡萄糖和酵母粉制成缓释营养盐小球。按照挂膜陶粒与小球2:10的比例制成新型PRB填料。(4)新型填料的吸附量和穿透时间较零价铁陶粒体系均有很大提高。0d时的吸附量为108.9mg/g,运行15d后,吸附量为112.5mg/g。0d时的穿透时间为10.7h,运行15d,穿透时间提高至17h。在PRB的模拟实验中,新型填料组出水中Cr(Ⅵ)浓度逐渐下降,并在7 d稳定在5 mg/L,去除率达97.5%,出水稳定寿命长,且出水中COD、总氮(TN)、总磷(TP)的浓度可达到二级排放标准。(5)扫描电子显微镜结果表明,陶粒内部有铁屑和高岭土构成,拥有非常发达的孔隙,为M.morganii subsp的生长提供空间。挂膜结束后,可以看出微生物以覆盖在陶粒表面,M.morganii subsp外观呈长粒状。16Sr DNA高通量测序表明,M.morganii subsp成功固定于挂膜陶粒上且随着反应的进行,M.morganii subsp一直以优势菌种存在于陶粒中。