國內(nèi)外SRB技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

1、國內(nèi)外SRB技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展 目錄：一、高濃度硫酸鹽廢水的存在及危害；二、硫酸鹽還原菌（SRB）及其分類；三、影響硫酸鹽還原作用的影響因素；四、試驗(yàn)原理；五、SRB技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用 ；一、我國高濃度硫酸鹽廢水的現(xiàn)狀 隨著工業(yè)的發(fā)展，化工、制藥、制革、造紙、發(fā)酵、食品加工和采礦等領(lǐng)域再生產(chǎn)過程中排放出大量的高濃度硫酸鹽工業(yè)廢水。硫酸鹽本身雖然無害，但是它遇到厭氧環(huán)境會(huì)在硫酸鹽還原菌(sulfate reducing bacteria，簡稱SRB)作用下產(chǎn)生H2S，H2S能嚴(yán)重腐蝕處理設(shè)施和排水管道，且有惡臭氣味，嚴(yán)重污染大氣。硫酸鹽廢水排入水體會(huì)使受納水體酸化，pH值降低，危害水生生物

2、；排入農(nóng)田會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)、使土壤板結(jié)，減少農(nóng)作物產(chǎn)量及降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。目前，我國很多城市的地下水受到不同程度的硫酸鹽污染，尋求行之有效的生物脫硫工業(yè)早已成為環(huán)境工程界普遍關(guān)注的問題。 （一）含硫酸鹽廢水的主要來源（1）礦山廢水 在我國，硫酸鹽污染存在的一個(gè)主要的領(lǐng)域就是礦山廢水，而礦山廢水也是國外一些地區(qū)的一個(gè)普遍的問題。礦山廢水的特征是pH值低，硫酸鹽濃度相對(duì)較高，并且還含有大量的金屬離子。礦山廢水的產(chǎn)生主要是因?yàn)榈V藏中含有不同形式的硫化物，在采掘過程中的氧的氧化作用和微生物的參與作用下而被氧化成硫酸鹽，隨著礦齡的增加，硫酸鹽在礦山水中不斷的積累而導(dǎo)致礦山廢水中含有硫酸鹽的濃度很高。由于硫酸

3、鹽是強(qiáng)酸鹽，會(huì)導(dǎo)致水體呈現(xiàn)酸性，造成土地的酸化及礦山水中含有的金屬離子濃度過高。 許多礦山廢水被不斷的反復(fù)使用以后才被排放，在使用的過程中容易加速一些金屬管道和器件的腐蝕損壞。每年我國排放的煤礦礦山廢水就達(dá)30億立方米，而絕大數(shù)的礦山處于水資源短缺的地區(qū)。礦山廢水的產(chǎn)生加劇了我國水資源短缺的局面，礦山廢水的任意排放又進(jìn)一步加劇了排放區(qū)域周邊的地表水系和地下水的污染，形成一種惡性循環(huán)。 （2）高濃度有機(jī)廢水 硫酸鹽的另一個(gè)不利的影響表現(xiàn)在很多的高濃度有機(jī)廢水的厭氧反應(yīng)工藝中.例如, 檸檬酸廢水，味精廢水等。當(dāng)廢水中含有大量的有機(jī)成分時(shí)，我們經(jīng)常采用高效厭氧工藝來處理它，一方面可以降低水體的化學(xué)需

4、氧量（chemical oxygen demand ，簡稱COD)，另一方面可以獲取甲烷，從而實(shí)現(xiàn)廢水的資源化處理。在這個(gè)過程中起主要作用的是產(chǎn)甲烷菌（methane produce bacteria， 簡稱MPB ），但是當(dāng)廢水中含有大量的硫酸鹽時(shí)，會(huì)導(dǎo)致在厭氧反應(yīng)器中有硫酸鹽還原菌的出現(xiàn)，硫酸鹽還原菌( sulfate reducing bacteria，簡稱SRB)會(huì)利用水中的有機(jī)物為電子供體還原硫酸鹽為硫化物（一般是硫化氫為主）。這就對(duì)有機(jī)物的厭氧產(chǎn)甲烷過程產(chǎn)生了兩個(gè)不利的影響。 a、硫酸鹽還原菌會(huì)和產(chǎn)甲烷菌競(jìng)爭有機(jī)底物而降低廢水的厭氧消化產(chǎn)甲烷效率。 b、 當(dāng)硫酸鹽的濃度很高時(shí)，硫酸

5、鹽的還原產(chǎn)物硫化氫會(huì)達(dá)到一定的濃度而對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)生抑制作用而導(dǎo)致厭氧工藝的惡化甚至有時(shí)候會(huì)導(dǎo)致厭氧反應(yīng)系統(tǒng)的崩潰。 （3）化學(xué)工業(yè)廢水 例如鈦白粉生產(chǎn)的原料是硫酸和鈦鐵礦，廢水中含有的大量的硫酸根離子，酸性也很強(qiáng)。硫酸廠和磷肥廠也有類似的污染。 （4）煙氣脫硫 硫酸鹽的污染還存在著一種潛在的形式。如我國有很多的火力發(fā)電廠以及其它許多燃煤行業(yè)，在排放的煙氣中含有大量SO2氣體，若不對(duì)其處理將造成酸雨，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境，因此需要治理，然而對(duì)煙氣硫的治理一直是很大的難題。利用堿液或其它液體吸收氣體中的硫成為可選方案之一，并且國外已經(jīng)有了先例，即利用堿液將煙氣中的硫轉(zhuǎn)變成可溶性的硫酸鹽和亞硫酸鹽，將

6、污染物的狀態(tài)改變，再運(yùn)用生物技術(shù)治理含有硫酸鹽的廢水，取得了一定的成效。所以這可以看成是硫酸鹽問題存在的一個(gè)潛在的領(lǐng)域。（二）硫酸鹽廢水的危害 高濃度硫酸鹽廢水以排放源劃分，可分為兩類； 一、含高濃度的硫酸鹽，低濃度COD的廢水，如礦 山廢水等;二、含高濃度的硫酸鹽和高濃度的COD的廢 水，如一些輕工、制藥、石油、印染等行業(yè) 排放的廢水。 我國礦產(chǎn)資源中絕大多數(shù)是煤礦、硫鐵礦和多金屬硫化礦，礦山廢水中硫酸鹽的來源是在開采煤礦過程中，礦石中的一定數(shù)量的硫及硫化物氧化形成。在我國有些礦山，對(duì)此類廢水多未經(jīng)處理或處理程度很低而就地排放，造成的環(huán)境污染危害極為嚴(yán)重，也給各生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

7、含硫酸鹽礦山廢水對(duì)環(huán)境的主要危害：(1)污染地表水系，引起河水的酸化和有毒有害的重金屬污染，使水中魚蝦等水生動(dòng)物無法生存，水草枯死。并隨河水的流動(dòng)，水體中的可溶性污染物隨之遷移，進(jìn)一步污染水系。(2)污染土壤與耕地，造成土壤理化性質(zhì)的破壞。(3)污染地下水，使地下含水層形成了酸性及飽含重金屬的環(huán)境，危及水資源。(4)污染農(nóng)作物，使種植的農(nóng)作物出現(xiàn)了污染，并進(jìn)一步造成食物鏈的污染，直接影響到人們的身體健康。 礦山廢水所含硫酸鹽的濃度一般大于1000mg/L，但由于其有機(jī)質(zhì)含量低，如以生物方法除去這些硫酸鹽，則需要向廢水中添加有機(jī)物或其它電子受體。 另一類富含硫酸鹽的廢水是一些輕工、制藥等行業(yè)排放

8、的，如味精廠、制藥廠、印染廠等。 其硫酸鹽的來源是因生產(chǎn)工藝的需要而加入的硫酸、亞硫酸及其鹽類的輔助原料。此類廢水除含有高的硫酸鹽，一般還有高濃度的有機(jī)物。富含硫酸鹽有機(jī)廢水的危害除了有一般有機(jī)廢水的污染地表水、地下水、污染土壤、耕地等危害外，更嚴(yán)重的是，由于硫酸鹽的存在，會(huì)干擾正常的污水處理過程，使廢水難于得到凈化處理，從而加重污染。 硫酸鹽廢水中的COD在消化過程中由于受到硫酸根離子還原的 影響，使得一般厭氧法處理技術(shù)不能順利進(jìn)行，主要影響因素有: （1）由于硫酸鹽還原菌(SRB)的作用，對(duì)常規(guī)厭氧處理不利； （2）當(dāng)廢水中含有大量硫酸鹽時(shí)，由于硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌都可利用乙酸和氫氣，產(chǎn)

9、生基質(zhì)競(jìng)爭； （3）硫酸鹽還原產(chǎn)生的硫化物對(duì)甲烷菌的生長具有強(qiáng)烈的抑制作用，導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌活性降低甚至死亡 。 具體地說，硫酸鹽還原和硫化物的產(chǎn)生會(huì)引起以下問題:由于出水中存在硫化物，而硫化物能表現(xiàn)為COD，所以厭氧處理的COD去除率降低。部分硫化物以硫化氫形式存在于沼氣中，沼氣在被利用前需要除去硫化氫。廢水中的有機(jī)物的一部分消耗于硫酸鹽還原，因而不能轉(zhuǎn)化為甲烷，因此甲烷轉(zhuǎn)化率下降。廢水和沼氣中的硫化物引起腐蝕和臭味，為此投資或維修費(fèi)用會(huì)增加。硫化物對(duì)包括產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)酸菌與硫酸鹽還原菌在內(nèi)的厭氧菌有毒。如果硫化物濃度較高，厭氧處理的負(fù)荷與效率必然降低，某些情況下必須采取其它措施以保證厭氧處理的穩(wěn)

10、定運(yùn)行。 二、硫酸鹽還原菌（SRB）及其分類硫酸鹽還原菌（ sulfate reducing bacteria ，簡稱SRB)是一組進(jìn)行硫酸鹽還原代謝反應(yīng)的有關(guān)細(xì)菌的通稱。（一）硫酸鹽還原菌的分類 一般來說SRB是一類形態(tài)，營養(yǎng)多樣化的，利用硫酸鹽作為有機(jī)物異化作用的電子受體的嚴(yán)格厭氧菌。但現(xiàn)在有研究表明有些SRB因自身含有不受氧毒害的酶系，使其在有少量的氧存在時(shí)仍能生存，但是所有的SRB都不能以氧作為電子受體，一般來說氧抑制其生長，與普通的土壤或水體中的微生物相比，SRB的生長速率相當(dāng)緩慢，但是它們有頑強(qiáng)的生存能力，且分布廣泛。 目前國內(nèi)外諸多學(xué)者也有依據(jù)SRB對(duì)底物利用的不同而將其分為三類

11、； 1、氧化氫的硫酸鹽還原菌HSRB 2、氧化乙酸的硫酸鹽還原菌ASRB 3、氧化高級(jí)脂肪酸的硫酸鹽還原菌FASRB（二）的代謝機(jī)理一般好氧細(xì)菌的新陳代謝能夠分為合成代謝和分解代謝,但關(guān)于的合成代謝幾乎一無所知,對(duì)其分解代謝已有人作了不少研究,可以簡單地將的代謝過程分為3個(gè)階段:分解代謝、電子傳遞、氧化,如下圖所示。 在分解代謝的第一階段,有機(jī)物碳源的降解是在厭氧狀態(tài)下進(jìn)行的,同時(shí)通過“基質(zhì)水平磷酸化”產(chǎn)生少量; 第二階段中,前一階段釋放的高能電子通過中特有的電子傳遞鏈(如黃素蛋白、細(xì)胞色素3等)逐級(jí)傳遞,產(chǎn)生大量的。 在最后階段中,電子被傳遞給氧化態(tài)的硫元素,并將其還原為2-,此時(shí),需要消耗

12、提供能量。從這一過程可以看出,有機(jī)物不僅是的碳源,也是其能源,硫酸鹽(或氧化態(tài)的硫元素)僅作為最終電子受體起作用。即利用硫酸根離子作為最終電子受體,將有機(jī)物作為細(xì)胞合成的碳源和電子供體,同時(shí)將硫酸鹽還原為硫化物。（三）關(guān)于幾種不同碳源的硫酸鹽還 原工藝的 研究一）以乳酸為碳源的硫酸鹽還原 以前的學(xué)者曾經(jīng)研究過將硫酸鹽還原菌應(yīng)用于金屬的去除，但在升流式厭氧固定生物膜反應(yīng)器（UAFFR）中關(guān)于SRB系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)還沒有過報(bào)道。埃及學(xué)者馬哈墨德和加拿大學(xué)學(xué)者賈丁迪等以乳酸作為碳源進(jìn)行了研究，該研究以事實(shí)為根據(jù)，研究了一些重要參數(shù)，是關(guān)于在UAFFR中伴有高濃度硫化物產(chǎn)物的最適宜SRB生長的參數(shù)。 這

13、項(xiàng)研究的目的是探索年確保最多硫化物產(chǎn)生所需的條件，這項(xiàng)研究的一個(gè)主要的貢獻(xiàn)是使設(shè)計(jì)者們盡可能完善SRB系統(tǒng)，確保在持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)下有最多的硫化物產(chǎn)生。二）以糖漿為碳源的硫酸鹽還原 泰國學(xué)者阿瓦帕克和埃特普等以糖漿為碳源，對(duì)硫酸鹽還原過程進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。 糖漿含有30%50%（質(zhì)量比）的蔗糖。蔗糖易于被生物降解，并且其發(fā)酵產(chǎn)物（如短鏈脂肪酸）容易被SRB用作碳源。兩位學(xué)者研究探討了在上升式厭氧污泥床中利用糖漿作為碳源進(jìn)行硫酸鹽還原的可行性。研究了在不同的C/S及上升流速條件下的硫酸鹽還原，同時(shí)也評(píng)估了在不同操作條件和硫化物毒性條件下SRB和MPB的競(jìng)爭情況。 由于糖漿是來自蔗糖工業(yè)的一種廉價(jià)

14、且易于獲得的副產(chǎn)品，因此如果把它作為SRB的碳源，其前景是很誘人的。 三）以合成氣作為碳源的硫酸鹽還原 荷蘭學(xué)者Renze T.van 、Houten 等以合成氣作為碳源，對(duì)硫酸鹽還原過程進(jìn)行了深入的研究。 由于在很多的化學(xué)和采礦行業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有高濃度的無機(jī)含硫化合物，如硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫酸等，且其中很多的廢水通常不包含有機(jī)物，硫酸鹽還原只有在添加電子供體和碳源的條件下進(jìn)行，可選用合成氣體如H2/CO/CO2的混合氣體作為電子供體和碳源。 這里主要研究了在應(yīng)用混合氣體作為電子供體和碳源的條件下，硫酸鹽還原的最優(yōu)化問題。重點(diǎn)研究了CO對(duì)硫酸鹽還原率的影響，同時(shí)研究了CO濃度和細(xì)菌組成的關(guān)系

15、。四）以生活垃圾為碳源的硫酸鹽還原 在溫度35度時(shí)，利用以陶粒為填料的上向流厭氧濾池研究了以生活垃圾中溫發(fā)酵產(chǎn)物為碳源的硫酸鹽還原的影響因素和反應(yīng)器的還原能力。 研究表明：通過反應(yīng)器出水回流可以防止硫酸鹽還原產(chǎn)物H2S對(duì)SRB的抑制作用并可以提高進(jìn)入反應(yīng)器酸性廢水的pH值，最佳回流比為50：1。作為SRB碳源的揮發(fā)性脂肪酸（volatile fatty acid，簡稱 VFA)投加量由投加VFA后廢水的COD控制。廢水中VFA最佳投量的大小既要保證SRB還原硫酸鹽時(shí)有充足的碳源，又要盡可能的減少硫酸鹽還原后廢水中殘留的COD值。三、試驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，主反應(yīng)器為一長方體的密閉玻璃反應(yīng)器

16、，反應(yīng)器高60 cm，截面正方形邊長為10 cm，有效容積為升。反應(yīng)器的上部開有兩個(gè) mm的小孔，側(cè)孔面開有四個(gè) mm的小孔。 1、厭氧反應(yīng)器2、防堿液回流裝置3、伽式抽氣管 4、循環(huán)水泵 5、吸收瓶6、取樣口7、連通管 8、備用排氣口 9、恒溫水浴 10、加熱器26345791081 （一）儀器設(shè)備介紹1）恒溫水浴 這是為保證整個(gè)反應(yīng)過程的溫度要求而設(shè)計(jì)制作的，它可以將整個(gè)的反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持在一個(gè)固定的溫度，便于硫酸鹽還原菌生長。我們?cè)诤銣厮≈蟹湃牒銣丶訜崞?，并置入溫度?jì)以觀察溫度。2）主反應(yīng)器 主反應(yīng)器為一個(gè)長方體的密閉玻璃容器，反應(yīng)器高60cm，橫截面為10cm的正方形。反應(yīng)器的上部

17、開有兩個(gè)6mm的小孔，其中一個(gè)是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)內(nèi)部循環(huán)氣體的出氣孔，另一個(gè)是控制反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部氣體壓力的調(diào)壓排氣孔。側(cè)面開有四個(gè)直徑為6mm的取樣小孔，其中最下端的為排泥孔。反應(yīng)器底部為錐形設(shè)計(jì)，以此來保證反應(yīng)器內(nèi)部攪拌的均勻性。正常工作時(shí)，反應(yīng)器保持密封而與空氣隔絕。盡可能減少氣體進(jìn)入反應(yīng)器中，而影響反應(yīng)的正常進(jìn)行。3）電控系統(tǒng) 控制系統(tǒng)需要對(duì)時(shí)間變量及相關(guān)器件進(jìn)行控制，我們用單片機(jī)及繼電器等來實(shí)現(xiàn)。本次試驗(yàn)根據(jù)實(shí)際情況可靈活調(diào)節(jié)運(yùn)行周期。4）防堿液回流裝置 這是實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)重要組成部分。在氣體循環(huán)過程中反應(yīng)器與伽式抽氣管中的壓強(qiáng)低于曝氣頭處的氣壓，所以在停止曝氣時(shí)堿性吸收液會(huì)從伽式抽氣管中倒流

18、回到反應(yīng)器，使反應(yīng)器中pH發(fā)生變化，而不適合硫酸鹽還原菌的生長繁殖，降低污泥活性。 5）硫化氫吸收裝置 為了減少對(duì)硫酸鹽還原菌的抑制作用，使反應(yīng)順利進(jìn)行需要吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的H2S，本實(shí)驗(yàn)采用了氣體循環(huán)裝置利用堿液進(jìn)行吸收。循環(huán)氣體從反應(yīng)器上部抽到堿液回收裝置中，氣體經(jīng)過堿液時(shí)，堿液可吸收氣體中H2S。過慮后的氣體通過連通管重新進(jìn)入反應(yīng)器。 本實(shí)驗(yàn)裝置采用了水循環(huán)引發(fā)氣體循環(huán)工作方式。4-3-5構(gòu)成水循環(huán)。2-3-5-7-1構(gòu)成氣路循環(huán)。水從伽式抽氣管頂部射入瓶5中，并在抽氣管中形成真空，從而為氣路循環(huán)提供動(dòng)力。整個(gè)過程均為閉式循環(huán)。 氣體經(jīng)7充入反應(yīng)器中，對(duì)反應(yīng)混合液起到攪拌作用，同時(shí)又可以把

19、反應(yīng)生成的H2S氣體帶出。減小了H2S氣體對(duì)細(xì)菌的毒害作用。氣體在3中與液體混合進(jìn)入瓶5中，瓶中液體為0.1mol/L的NaOH溶液。 四、影響硫酸鹽還原作用的影響因素 （1）溫度 溫度對(duì)微生物具有廣泛的影響，不同的反應(yīng)溫度，就有不同的微生物和不同的生長規(guī)律。在最低生長溫度和最適溫度內(nèi)，若反應(yīng)溫度升高，則反應(yīng)速率增快，微生物增長率也隨之增加，處理效果相應(yīng)提高。但當(dāng)溫度超過最高生長溫度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致微生物的死亡。低溫往往不使微生物致死，只使微生物的代謝活力降低，處理效果下降，一旦溫度升高，處理效果又立即升高。研究表明，硫酸鹽還原菌適宜的生長溫度為3035度和在55度左右。 （2） 是影響活力的主要因

20、素,相對(duì)于產(chǎn)酸菌來說,所能耐受的范圍較窄,盡管比 適應(yīng)環(huán)境的能力要強(qiáng),但是過低的下,必定難以生長和進(jìn)行硫酸鹽還原。一般不在6.0的條件下生長, 最適值一般在中性范圍內(nèi)。當(dāng)值在6.487.43之間時(shí),硫酸鹽還原效果最好,而且當(dāng)值為6.6時(shí)可以得到最大的硫酸鹽還原率,反應(yīng)器中的值范圍為6.08.0時(shí),反應(yīng)器中的硫酸鹽還原是可行的。但也有研究報(bào)道,在4.0的強(qiáng)酸環(huán)境下還可生長,其可容忍的最大堿性值為9.5 (3)硫化物 硫酸鹽還原形成2和2-。硫化物,特別是2,對(duì)許多細(xì)菌的生長都有抑制作用。早期的研究表明,對(duì)2的毒性影響相當(dāng)敏感,當(dāng)2的濃度為4050/時(shí)使受到完全抑制,且當(dāng)2的濃度超過毒性水平36后

21、,菌種的活性會(huì)不可逆地喪失 。 在硫酸鹽還原過程中為防止硫化物的毒性主要需控制的是未離解的(游離的)2。目前所采取的控制2濃度的措施有:增加反應(yīng)器中的值；投加重金屬以形成金屬硫化物沉淀, 降低消化液中溶解態(tài)2-的濃度;在低值條件下將2氣體從反應(yīng)器中吹脫去除。 (4)氧氣(或空氣) 屬于嚴(yán)格厭氧菌,2總是抑制生長。任何均不可以2作為電子受體生長。生長的氧化還原電位()必須低于-100。氧氣(或空氣)是對(duì)最有效的抑制因子。(5)可見光(或紫外光) 對(duì)光很敏感,在通常的發(fā)散日光下會(huì)受到完全的抑制,故菌體通常在黑暗中培養(yǎng) 。(6)乙酸() 當(dāng)存在硫酸根離子時(shí),乙酸鹽是對(duì)某些有機(jī)化合物如乳酸鹽、丙酸鹽、

22、丁酸鹽以及更高級(jí)長鏈脂肪酸進(jìn)行不完全氧化的最終產(chǎn)物。未離解的乙酸被認(rèn)為是抑制細(xì)胞生長的一種形式。在硫酸鹽還原反應(yīng)初期低值時(shí),的抑制作用大于2的抑制作用。對(duì)低濃度很敏感，而對(duì)低2濃度只受到不明顯的抑制作用,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,值增加,由于2的抑制作用比的作用增長得快,在高值時(shí)2抑制作用占主導(dǎo)地位。從而,在接近中性值時(shí),要受生成的2影響,只在很少程度上受的影響。（7）COD/SO42-（C/S） 從理論上講，當(dāng)C/S的比值為0.67時(shí)硫酸鹽就可以被SRB完全的還原。而考慮到SRB和MPB的共生性，實(shí)際的硫酸鹽完全還原所需要的COD的量要大于理論上的值。現(xiàn)階段人們對(duì)C/S比值的具體值存在一定的爭議，比值

23、從2到7不等，有很多種說法，這可能和各自的實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。硫酸鹽通過SRB對(duì)MPB的抑制主要取決于C/S值而非進(jìn)水的硫酸鹽濃度。當(dāng)進(jìn)水硫酸鹽濃度一定時(shí)，SRB的數(shù)量受到限制，如果廢水中的降解的COD較高（即有較大的C/S值），那么即使大部分基質(zhì)被SRB利用，還將會(huì)剩下一部分可被MPB利用，MPB仍可得到足夠的營養(yǎng)而繁殖。對(duì)以碳水化合物為主的有機(jī)廢水，只要C/S 2，就可以去除硫酸鹽，使厭氧處理能夠順利進(jìn)行。 五、SRB在廢水處理中的應(yīng)用(1)SRB技術(shù)在處理酸性礦山廢水(AMD)中的應(yīng)用 硫酸鹽還原菌處理酸性礦山廢水(acidity mine drainage 簡稱AMD)，是一種很有潛力的方法

24、。SRB利用碳源提供電子而使硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化物，而這些硫酸鹽能與目前許多金屬離子發(fā)生反應(yīng)。在硫酸鹽還原菌的作用下，金屬硫化物的可溶性低，因此各類金屬就可以沉淀出來。另外，硫酸鹽還原菌可以用礦山廢水作為原始能量來源，同時(shí)產(chǎn)生CO2，由化學(xué)平衡可知，在硫酸鹽還原的情況下，廢水的pH值會(huì)有所提高，而且伴隨堿度升高而產(chǎn)生的碳酸鹽和氫氧化物會(huì)生成金屬沉淀物。這種降低金屬物濃度和對(duì)廢水堿度的中和能力，使得SRB在處理AMD和含金屬離子廢水時(shí)發(fā)揮著重大的作用。(2)SRB技術(shù)在礦坑湖酸性廢水處理中的應(yīng)用 美國學(xué)者JamsM.Castro，BruceW.Wieinga，JamesE.Gannon等對(duì)礦坑湖酸性

25、廢水的處理進(jìn)行了深入的研究。研究者針對(duì)內(nèi)華達(dá)洲一個(gè)金礦形成的礦坑湖廢水的修復(fù)，進(jìn)行了可行性實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)該礦廢水采用了兩種現(xiàn)成的改良性的有機(jī)物：一是地方土豆加工廠的廢物；一是來自飼養(yǎng)場(chǎng)的混合畜糞。這個(gè)廢置礦坑積水接近18m，水中富含硫酸鹽，且略顯酸性，礦坑主體富含As2S3和As4S4，且除了FeS2以外，其它金屬硫化物的含量很少。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，這一研究的最佳結(jié)果出現(xiàn)在采用土豆為有機(jī)碳添加物的時(shí)候，當(dāng)研究所選取的土豆廢物添加量適中時(shí)，實(shí)驗(yàn)廢水水質(zhì)有了很大的改觀，硫酸鹽、Fe、As的濃度分別由1200、100、5 m gL降低為接近零，p H由酸性改變成中性。他們利用此方法進(jìn)行礦坑湖的治理，節(jié)

26、省了成本，并且改善了水質(zhì)，取得了很好的成效。 (3)SRB技術(shù)在青霉素廢水處理中的應(yīng)用 國內(nèi)學(xué)者任立人、張琳等對(duì)兩相厭氧反應(yīng)器處理青霉素廢水進(jìn)行了研究。試驗(yàn)設(shè)施由150m3和200m3厭氧生物床反應(yīng)器、氣提與H2S凈化及好氧生物接觸氧化裝置組合的中試系統(tǒng)組成，裝置處理青霉素生產(chǎn)混合廢水量200m3/d的規(guī)模。研究發(fā)現(xiàn)，采用厭氧一氣提分離及H2S氣體凈化廢水脫硫法，是一種控制廢水硫酸鹽還原影響的有效途徑。 在工業(yè)化廢水處理裝置上，建立起來的兩相厭氧一氣提分離及含H2S氣體的凈化一好氧處理工藝，在去除青霉素廢水中的有機(jī)物也具有顯著效果。(4)SRB技術(shù)在抗生素廢水處理中的應(yīng)用 在抗生素生產(chǎn)企業(yè)排放

27、的生產(chǎn)廢水中，除了含有淀粉、蛋白、脂肪等物質(zhì)外，還含有較高濃度的硫酸鹽。采用傳統(tǒng)的厭氧工藝處理此類廢水，較高的硫酸鹽對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用。采用一體化兩相厭氧反應(yīng)器來處理抗生素廢水，在產(chǎn)酸反應(yīng)階段除了進(jìn)行酸化反應(yīng)外，還利用了硫酸鹽還原菌（SRB）將硫酸鹽還原為S2-，以消除硫酸鹽對(duì)MPB的抑制作用。在此一體化兩相厭氧反應(yīng)器表現(xiàn)出了良好的抗沖擊負(fù)荷能力，C/S比值最低達(dá)到了3，硫酸鹽的絕對(duì)濃度最高為1325mg/L。（5）SRB技術(shù)在味精廢水處理技術(shù)方面的運(yùn)用 國內(nèi)學(xué)者惠平等對(duì)以硫酸法生產(chǎn)味精所產(chǎn)生的廢水進(jìn)行了厭氧處理試驗(yàn)。試驗(yàn)采用了低濃度，高負(fù)荷的進(jìn)料方式，控制了碳硫比在2.14左右，采

28、用惰性氣體氣提H2S的形式減小系統(tǒng)中硫化物的濃度，改善MPB和SRB的生長環(huán)境，提高了厭氧運(yùn)行的穩(wěn)定性和處理效率。 試驗(yàn)的消化溫度在38度，HRT=1.6d，硫酸根離子和COD的的濃度分別由4.17g/L和8.30g/L轉(zhuǎn)化為1.55g/L和1.3g/L，轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到了62.8%和84.3%，為厭氧條件下同時(shí)去除水中的COD和硫酸根離子提供了一個(gè)范例。(6)SRB技術(shù)在處理電鍍廢水中的應(yīng)用性研究 韓國學(xué)者SongYoungchae，Piak Byeongcheon等在應(yīng)用SRB技術(shù)處理電鍍廢水的基礎(chǔ)上，還對(duì)廢水中抑制SRB活性的毒性因子作了評(píng)估，以便提高處理效率。研究后認(rèn)為，雖然SRB對(duì)葡萄

29、糖的最大利用效率比乳酸及乙酸要低一點(diǎn)，但是對(duì)葡萄糖的親和力卻和乳酸及乙酸相似。通常電鍍廢水中的硫酸鹽濃度為2000 m gL，相應(yīng)要求的碳源估計(jì)為2200mg/L。在C/S為0.33時(shí)，碳源的利用率達(dá)到了最高，而隨著C/S從0.18到1.21的變化，硫酸鹽的還原率一直上升，最后達(dá)到了88。 試驗(yàn)還研究了金屬離子對(duì)SRB活性的影響，在沒有競(jìng)爭性抑制實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，銅離子的IC50(半抑制濃度，即抑制SRB50活性的銅離子濃度)為100mg/L；當(dāng)四價(jià)鉻離子濃度為130m gL時(shí)，對(duì)S R B活性的抑制也只有15。廢水中的氰化物為10 mg/L時(shí)，對(duì)SRB的抑制達(dá)到30，并且隨著氰化物濃度的升高，抑制

30、程度迅速增加，經(jīng)測(cè)試，氰化物的IC50為20mg/L。 （7）SRB技術(shù)在處理含重金屬廢水中的應(yīng)用 在厭氧條件下SRB可以通過稱之為異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成為硫化氫。廢水中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的硫化氫反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而除去。 SRB的硫酸鹽還原作用可將硫酸根轉(zhuǎn)化為S2-而使被處理廢水的pH值升高。許多的重金屬離子的氫氧化物的溶解度很小， pH 的升高有利于重金屬離子的形成氫氧化物沉淀而除去。此外，SRB代謝過程中分解有機(jī)物會(huì)生成二氧化碳。部分重金屬還可以和碳酸根反應(yīng)轉(zhuǎn)化為不溶性的碳酸鹽而除去。最后，在一些特殊情況下SRB還可通過菌體細(xì)胞對(duì)金屬離子的直接吸附作用

31、去除廢水中的重金屬。 多數(shù)的重金屬硫化物的溶解度很小，因而這種方法可用于處理多數(shù)常見的重金屬廢水。同時(shí)重金屬硫化物的溶解積一般都很小，重金屬的去除率很高。此外，SRB的營養(yǎng)物質(zhì)可以來源于工業(yè)上的有機(jī)廢水，這樣就可以在處理重金屬的同時(shí)也可以解決工業(yè)廢水中的高濃度硫酸鹽問題。（8）SRB技術(shù)在煙道氣生物脫硫技術(shù)方面的運(yùn)用 SRB除了可以利用乳酸、丙酸鹽等作為碳源和能源還原硫酸鹽外，還可以以亞硫酸鹽作為電子受體。 國外學(xué)者Lee和Sublette認(rèn)為用SRB中的脫硫脫硫弧菌（ D.desulfuricans）進(jìn)行煙道氣脫硫從技術(shù)是可行的。脫硫脫硫弧菌能與異養(yǎng)型發(fā)酵細(xì)菌共同生長于同一反應(yīng)器中，并以葡萄糖作為唯一的碳源。在pH=7.0，溫度25度以下，通過合理的混合培養(yǎng)，脫硫脫硫弧菌在與二氧化