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文檔簡介

國內外SRB技術的研究現(xiàn)狀及進展

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、試驗原理;五、SRB技術在廢水處理中的應用;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域再生產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)境會在硫酸鹽還原菌(sulfatereducingbacteria,簡稱SRB)作用下產生H2S,H2S能嚴重腐蝕處理設施和排水管道,且有惡臭氣味,嚴重污染大氣。硫酸鹽廢水排入水體會使受納水體酸化,pH值降低,危害水生生物;排入農田會破壞土壤結構、使土壤板結,減少農作物產量及降低農產品品質。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主要的領域就是礦山廢水,而礦山廢水也是國外一些地區(qū)的一個普遍的問題。礦山廢水的特征是pH值低,硫酸鹽濃度相對較高,并且還含有大量的金屬離子。礦山廢水的產生主要是因為礦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致礦山廢水中含有硫酸鹽的濃度很高。由于硫酸鹽是強酸鹽,會導致水體呈現(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30億立方米,而絕大數的礦山處于水資源短缺的地區(qū)。礦山廢水的產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)高濃度有機廢水硫酸鹽的另一個不利的影響表現(xiàn)在很多的高濃度有機廢水的厭氧反應工藝中.例如,檸檬酸廢水,味精廢水等。當廢水中含有大量的有機成分時,我們經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需氧量(chemicaloxygendemand,簡稱COD),另一方面可以獲取甲烷,從而實現(xiàn)廢水的資源化處理。在這個過程中起主要作用的是產甲烷菌(methaneproducebacteria,簡稱MPB),但是當廢水中含有大量的硫酸鹽時,會導致在厭氧反應器中有硫酸鹽還原菌的出現(xiàn),硫酸鹽還原菌(sulfatereducingbacteria,簡稱SRB)會利用水中的有機物為電子供體還原硫酸鹽為硫化物(一般是硫化氫為主)。這就對有機物的厭氧產甲烷過程產生了兩個不利的影響。a、硫酸鹽還原菌會和產甲烷菌競爭有機底物而降低廢水的厭氧消化產甲烷效率。b、當硫酸鹽的濃度很高時,硫酸鹽的還原產物硫化氫會達到一定的濃度而對產甲烷細菌產生抑制作用而導致厭氧工藝的惡化甚至有時候會導致厭氧反應系統(tǒng)的崩潰。

(3)化學工業(yè)廢水例如鈦白粉生產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。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,若不對其處理將造成酸雨,嚴重污染周圍環(huán)境,因此需要治理,然而對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,并且國外已經有了先例,即利用堿液將煙氣中的硫轉變成可溶性的硫酸鹽和亞硫酸鹽,將污染物的狀態(tài)改變,再運用生物技術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潛在的領域。(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。

我國礦產資源中絕大多數是煤礦、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,礦石中的一定數量的硫及硫化物氧化形成。在我國有些礦山,對此類廢水多未經處理或處理程度很低而就地排放,造成的環(huán)境污染危害極為嚴重,也給各生產企業(yè)帶來巨大的經濟損失。含硫硫酸酸鹽鹽礦礦山山廢廢水水對對環(huán)環(huán)境境的的主主要要危危害害::(1)污染染地地表表水水系系,,引引起起河河水水的的酸酸化化和和有有毒毒有有害害的的重重金金屬屬污污染染,,使使水水中中魚魚蝦蝦等等水水生生動動物物無無法法生生存存,,水水草草枯枯死死。。并并隨隨河河水水的的流流動動,,水水體體中中的的可可溶溶性性污污染染物物隨隨之之遷遷移移,,進進一一步步污污染染水水系系。。(2)污染染土土壤壤與與耕耕地地,,造造成成土土壤壤理理化化性性質質的的破破壞壞。。(3)污染染地地下下水水,,使使地地下下含含水水層層形形成成了了酸酸性性及及飽飽含含重重金金屬屬的的環(huán)環(huán)境境,,危危及及水水資資源源。。(4)污染染農農作作物物,,使使種種植植的的農農作作物物出出現(xiàn)現(xiàn)了了污污染染,,并并進進一一步步造造成成食食物物鏈鏈的的污污染染,,直直接接影影響響到到人人們們的的身身體體健健康康。。礦山山廢廢水水所所含含硫硫酸酸鹽鹽的的濃濃度度一一般般大大于于1000mg/L,但但由由于于其其有有機機質質含含量量低低,,如如以以生生物物方方法法除除去去這這些些硫硫酸酸鹽鹽,,則則需需要要向向廢廢水水中中添添加加有有機機物物或或其其它它電電子子受受體體。。另一一類類富富含含硫硫酸酸鹽鹽的的廢廢水水是是一一些些輕輕工工、、制制藥藥等等行行業(yè)業(yè)排排放放的的,,如如味味精精廠廠、、制制藥藥廠廠、、印印染染廠廠等等。。其硫硫酸酸鹽鹽的的來來源源是是因因生生產產工工藝藝的的需需要要而而加加入入的的硫硫酸酸、、亞亞硫硫酸酸及及其其鹽鹽類類的的輔輔助助原原料料。。此此類類廢廢水水除除含含有有高高的的硫硫酸酸鹽鹽,,一一般般還還有有高高濃濃度度的的有有機機物物。。富富含含硫硫酸酸鹽鹽有有機機廢廢水水的的危危害害除除了了有有一一般般有有機機廢廢水水的的污污染染地地表表水水、、地地下下水水、、污污染染土土壤壤、、耕耕地地等等危危害害外外,,更更嚴嚴重重的的是是,,由由于于硫硫酸酸鹽鹽的的存存在在,,會會干干擾擾正正常常的的污污水水處處理理過過程程,,使使廢廢水水難難于于得得到到凈凈化化處處理理,,從從而而加加重重污污染染。。硫酸酸鹽鹽廢廢水水中中的的COD在消消化化過過程程中中由由于于受受到到硫硫酸酸根根離離子子還還原原的的影影響響,,使使得得一一般般厭厭氧氧法法處處理理技技術術不不能能順順利利進進行行,,主主要要影影響響因因素素有有:(1)由由于于硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌(SRB)的作作用用,,對對常常規(guī)規(guī)厭厭氧氧處處理理不不利利;;(2)當當廢廢水水中中含含有有大大量量硫硫酸酸鹽鹽時時,,由由于于硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌和和產產甲甲烷烷菌菌都都可可利利用用乙乙酸酸和和氫氫氣氣,,產產生生基基質質競競爭爭;;(3)硫硫酸酸鹽鹽還還原原產產生生的的硫硫化化物物對對甲甲烷烷菌菌的的生生長長具具有有強強烈烈的的抑抑制制作作用用,,導導致致產產甲甲烷烷菌菌活活性性降降低低甚甚至至死死亡亡。。具體體地地說說,,硫硫酸酸鹽鹽還還原原和和硫硫化化物物的的產產生生會會引引起起以以下下問問題題:①由于于出出水水中中存存在在硫硫化化物物,,而而硫硫化化物物能能表表現(xiàn)現(xiàn)為為COD,所所以以厭厭氧氧處處理理的的COD去除除率率降降低低。。②部分分硫硫化化物物以以硫硫化化氫氫形形式式存存在在于于沼沼氣氣中中,,沼沼氣氣在在被被利利用用前前需需要要除除去去硫硫化化氫氫。。③廢水水中中的的有有機機物物的的一一部部分分消消耗耗于于硫硫酸酸鹽鹽還還原原,,因因而而不不能能轉轉化化為為甲甲烷烷,,因因此此甲甲烷烷轉轉化化率率下下降降。。④廢水水和和沼沼氣氣中中的的硫硫化化物物引引起起腐腐蝕蝕和和臭臭味味,,為為此此投投資資或或維維修修費費用用會會增增加加。。⑤硫化化物物對對包包括括產產甲甲烷烷菌菌、、產產酸酸菌菌與與硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌在在內內的的厭厭氧氧菌菌有有毒毒。。如如果果硫硫化化物物濃濃度度較較高高,,厭厭氧氧處處理理的的負負荷荷與與效效率率必必然然降降低低,,某某些些情情況況下下必必須須采采取取其其它它措措施施以以保保證證厭厭氧氧處處理理的的穩(wěn)穩(wěn)定定運運行行。。二、、硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌((SRB)及及其其分分類類硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌((sulfatereducingbacteria,簡簡稱稱SRB)是一一組組進進行行硫硫酸酸鹽鹽還還原原代代謝謝反反應應的的有有關關細細菌菌的的通通稱稱。。(一一))硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌的的分分類類一般般來來說說SRB是一一類類形形態(tài)態(tài),,營營養(yǎng)養(yǎng)多多樣樣化化的的,,利利用用硫硫酸酸鹽鹽作作為為有有機機物物異異化化作作用用的的電電子子受受體體的的嚴嚴格格厭厭氧氧菌菌。。但但現(xiàn)現(xiàn)在在有有研研究究表表明明有有些些SRB因自自身身含含有有不不受受氧氧毒毒害害的的酶酶系系,,使使其其在在有有少少量量的的氧氧存存在在時時仍仍能能生生存存,,但但是是所所有有的的SRB都不不能能以以氧氧作作為為電電子子受受體體,,一一般般來來說說氧氧抑抑制制其其生生長長,,與與普普通通的的土土壤壤或或水水體體中中的的微微生生物物相相比比,,SRB的生生長長速速率率相相當當緩緩慢慢,,但但是是它它們們有有頑頑強強的的生生存存能能力力,,且且分分布布廣廣泛泛。。目前前國國內內外外諸諸多多學學者者也也有有依依據據SRB對底底物物利利用用的的不不同同而而將將其其分分為為三三類類;;1、氧氧化化氫氫的的硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌HSRB2、氧氧化化乙乙酸酸的的硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌ASRB3、氧氧化化高高級級脂脂肪肪酸酸的的硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌FASRB(二二))SSRRBB的的代代謝謝機機理理一般般好好氧氧細細菌菌的的新新陳陳代代謝謝能能夠夠分分為為合合成成代代謝謝和和分分解解代代謝謝,但關關于于SSRRBB的的合合成成代代謝謝幾幾乎乎一一無無所所知知,對其其分分解解代代謝謝已已有有人人作作了了不不少少研研究究,可以簡單地將將SRB的代代謝過程分為為3個階段:分解代謝、電電子傳遞、氧氧化,如下圖所示。。在分解代謝的的第一階段,有機物碳源的的降解是在厭厭氧狀態(tài)下進進行的,同時通過“基基質水平磷酸酸化”產生少少量ATP;第二階段中,前一階段釋放放的高能電子子通過SRBB中特有的電電子傳遞鏈(如黃素蛋白、、細胞色素CC3等)逐級傳遞,產生大量的AATP。在最后階段中中,電子被傳遞給給氧化態(tài)的硫硫元素,并將其還原為為S2-,此時,需要消耗ATTP提供能量量。從這一過過程可以看出出,有機物不僅是是SRB的碳碳源,也是其能源,硫酸鹽(或氧化態(tài)的硫硫元素)僅作為最終電電子受體起作作用。即SRRB利用硫酸酸根離子作為為最終電子受受體,將有機物作為為細胞合成的的碳源和電子子供體,同時將硫酸鹽鹽還原為硫化化物。(三)關于幾幾種不同碳源源的硫酸鹽還還原工藝的的研研究一)以乳酸為為碳源的硫酸酸鹽還原以前的學者曾曾經研究過將將硫酸鹽還原原菌應用于金金屬的去除,,但在升流式式厭氧固定生生物膜反應器器(UAFFR)中關于SRB系統(tǒng)的工程設設計還沒有過過報道。埃及及學者馬哈墨墨德和加拿大大學學者賈丁丁迪等以乳酸酸作為碳源進進行了研究,,該研究以事事實為根據,,研究了一些些重要參數,,是關于在UAFFR中伴有高濃度度硫化物產物物的最適宜SRB生長的參數。。這項研究的目目的是探索年年確保最多硫硫化物產生所所需的條件,,這項研究的的一個主要的的貢獻是使設設計者們盡可可能完善SRB系統(tǒng),確保在在持續(xù)穩(wěn)定狀狀態(tài)下有最多多的硫化物產產生。二)以糖漿為為碳源的硫酸酸鹽還原泰國學者阿瓦瓦帕克和埃特特普等以糖漿漿為碳源,對對硫酸鹽還原原過程進行了了深入細致的的研究。糖漿含有30%~50%(質量比)的的蔗糖。蔗糖糖易于被生物物降解,并且且其發(fā)酵產物物(如短鏈脂脂肪酸)容易易被SRB用作碳源。兩兩位學者研究究探討了在上上升式厭氧污污泥床中利用用糖漿作為碳碳源進行硫酸酸鹽還原的可可行性。研究究了在不同的的C/S及上升流速條條件下的硫酸酸鹽還原,同同時也評估了了在不同操作作條件和硫化化物毒性條件件下SRB和MPB的競爭情況。。由于糖漿是來來自蔗糖工業(yè)業(yè)的一種廉價價且易于獲得得的副產品,,因此如果把把它作為SRB的碳源,其前前景是很誘人人的。三)以合成氣氣作為碳源的的硫酸鹽還原原荷蘭學者RenzeT.van、Houten等以合成氣作作為碳源,對對硫酸鹽還原原過程進行了了深入的研究究。由于在很多的的化學和采礦礦行業(yè)產生的的廢水中含有有高濃度的無無機含硫化合合物,如硫酸酸鹽、亞硫酸酸鹽、硫酸等等,且其中很很多的廢水通通常不包含有有機物,硫酸酸鹽還原只有有在添加電子子供體和碳源源的條件下進進行,可選用用合成氣體如如H2/CO/CO2的混合氣體作作為電子供體體和碳源。這里主要研究究了在應用混混合氣體作為為電子供體和和碳源的條件件下,硫酸鹽鹽還原的最優(yōu)優(yōu)化問題。重重點研究了CO對硫酸鹽還原原率的影響,,同時研究了了CO濃度和細菌組組成的關系。。四)以生活垃垃圾為碳源的的硫酸鹽還原原在溫度35度時,利用以以陶粒為填料料的上向流厭厭氧濾池研究究了以生活垃垃圾中溫發(fā)酵酵產物為碳源源的硫酸鹽還還原的影響因因素和反應器器的還原能力力。研究表明:通通過反應器出出水回流可以以防止硫酸鹽鹽還原產物H2S對SRB的抑制作用并并可以提高進進入反應器酸酸性廢水的pH值,最佳回流流比為50:1。作為SRB碳源的揮發(fā)性性脂肪酸(volatilefattyacid,簡稱VFA)投加量由投加加VFA后廢水的COD控制。廢水中中VFA最佳投量的大大小既要保證證SRB還原硫酸鹽時時有充足的碳碳源,又要盡盡可能的減少少硫酸鹽還原原后廢水中殘殘留的COD值。三、試驗原理理實驗裝置如圖圖所示,主反反應器為一長長方體的密閉閉玻璃反應器器,反應器高高60cm,截面正方形形邊長為10cm,有效容積為為5升。反應應器的上部開開有兩個66mm的小孔,側孔孔面開有四個個6mm的小孔。1、厭氧反應器器2、防堿液回流流裝置3、伽式抽氣管管4、循環(huán)水泵5、吸收瓶6、取樣口7、連通管8、備用排氣口口9、恒溫水浴10、加熱器26345791081(一)儀器設設備介紹1)恒溫水浴這是為保證整整個反應過程程的溫度要求求而設計制作作的,它可以以將整個的反反應器內的溫溫度保持在一一個固定的溫溫度,便于硫硫酸鹽還原菌菌生長。我們們在恒溫水浴浴中放入恒溫溫加熱器,并并置入溫度計計以觀察溫度度。2)主反應器主反應器為一一個長方體的的密閉玻璃容容器,反應器器高60cm,橫截面為10cm的正方形。反反應器的上部部開有兩個6mm的小孔,其中中一個是系統(tǒng)統(tǒng)運行時內部部循環(huán)氣體的的出氣孔,另另一個是控制制反應系統(tǒng)內內部氣體壓力力的調壓排氣氣孔。側面開開有四個直徑徑為6mm的取樣小孔,,其中最下端端的為排泥孔孔。反應器底底部為錐形設設計,以此來來保證反應器器內部攪拌的的均勻性。正正常工作時,,反應器保持持密封而與空空氣隔絕。盡盡可能減少氣氣體進入反應應器中,而影影響反應的正正常進行。3)電控系統(tǒng)控制系統(tǒng)需要要對時間變量量及相關器件件進行控制,,我們用單片片機及繼電器器等來實現(xiàn)。。本次試驗根根據實際情況況可靈活調節(jié)節(jié)運行周期。。4)防堿液回流流裝置這是實驗裝置置的一個重要要組成部分。。在氣體循環(huán)環(huán)過程中反應應器與伽式抽抽氣管中的壓壓強低于曝氣氣頭處的氣壓壓,所以在停停止曝氣時堿堿性吸收液會會從伽式抽氣氣管中倒流回回到反應器,,使反應器中中pH發(fā)生變化,而而不適合硫酸酸鹽還原菌的的生長繁殖,,降低污泥活活性。5)硫化氫吸收收裝置為了減少對硫硫酸鹽還原菌菌的抑制作用用,使反應順順利進行需要要吸收反應所所產生的H2S,本實驗采用用了氣體循環(huán)環(huán)裝置利用堿堿液進行吸收收。循環(huán)氣體體從反應器上上部抽到堿液液回收裝置中中,氣體經過過堿液時,堿堿液可吸收氣氣體中H2S。過慮后的氣氣體通過連通通管重新進入入反應器。本實驗裝置采采用了水循環(huán)環(huán)引發(fā)氣體循循環(huán)工作方式式。4-3-5構成水循環(huán)。。2-3-5-7-1構成氣路循環(huán)環(huán)。水從伽式式抽氣管頂部部射入瓶5中,并在抽氣氣管中形成真真空,從而為為氣路循環(huán)提提供動力。整整個過程均為為閉式循環(huán)。。氣體經7充入反應器中中,對反應混混合液起到攪攪拌作用,同同時又可以把把反應生成的的H2S氣體帶出。減減小了H2S氣體對細菌的的毒害作用。。氣體在3中與液體混合合進入瓶5中,瓶中液體體為0.1mol/L的NaOH溶液。四、影響硫酸酸鹽還原作用用的影響因素素(1)溫度溫度對微生物物具有廣泛的的影響,不同同的反應溫度度,就有不同同的微生物和和不同的生長長規(guī)律。在最最低生長溫度度和最適溫度度內,若反應應溫度升高,,則反應速率率增快,微生生物增長率也也隨之增加,,處理效果相相應提高。但但當溫度超過過最高生長溫溫度時,會導導致微生物的的死亡。低溫溫往往不使微微生物致死,,只使微生物物的代謝活力力降低,處理理效果下降,,一旦溫度升升高,處理效效果又立即升升高。研究表表明,硫酸鹽鹽還原菌適宜宜的生長溫度度為30—35度和在55度左右。(2)pHpH是影響SSRB活力的的主要因素,相對于產酸菌菌來說,SRB所能耐耐受的pH范范圍較窄,盡管比MPB適應環(huán)環(huán)境的能力要要強,但是過低的ppH下,SRB必定難難以生長和進進行硫酸鹽還還原。SRBB一般不在ppH<6.0的條件下生長長,最適pH值一一般在中性范范圍內。當ppH值在6.48~7.43之間時,硫酸鹽還原效效果最好,而且當pH值值為6.6時可以得到最最大的硫酸鹽鹽還原率,反應器中的ppH值范圍為為6.0~8.0時,反應器中的硫硫酸鹽還原是是可行的。但但也有研究報報道,SRB在pHH4.0的強酸環(huán)境下下還可生長,其可容忍的最最大堿性值為為pH9.5(3)硫化物硫酸鹽還原形形成H2S和S2-。硫化物,特別是H2S,對許多細菌的的生長都有抑抑制作用。早早期的研究表表明,SRB對H2S的毒性影響響相當敏感,當H2S的濃度為40~50mg/L時使SRBB受到完全抑抑制,且當H2S的濃度超過過毒性水平3~6h后,SRB菌種的的活性會不可可逆地喪失。。在硫酸鹽還原原過程中為防防止硫化物的的毒性主要需需控制的是未未離解的(游離的)H2S。目前所采采取的控制HH2S濃度的措施施有:增加反應器中中的pH值;;投加重金屬屬以形成金屬屬硫化物沉淀淀,降低消化液中中溶解態(tài)S2-的濃度;在低pH值條條件下將H2S氣體從反應應器中吹脫去去除。(4)氧氣(或空氣)SRB屬于嚴嚴格厭氧菌,O2總是抑制SRRB生長。任任何SRB均均不可以O2作為電子受體體生長。SRRB生長的氧氧化還原電位位(Eh)必須低于-100mV。氧氣(或空氣)是對SRB最最有效的抑制制因子。(5)可見光(或紫外光)SRB對光很很敏感,在通常的發(fā)散散日光下SRRB會受到完完全的抑制,故SRB菌體體通常在黑暗暗中培養(yǎng)。。(6)乙酸(HAc)當存在硫酸根根離子時,乙酸鹽是SRRB對某些有有機化合物如如乳酸鹽、丙丙酸鹽、丁酸酸鹽以及更高高級長鏈脂肪肪酸進行不完完全氧化的最最終產物。未未離解的乙酸酸被認為是抑抑制SRB細細胞生長的一一種形式。在在硫酸鹽還原原反應初期低低pH值時,HAc的抑制制作用大于HH2S的抑制作用用。SRB對對低HAc濃濃度很敏感,,而對低H2S濃度只受到到不明顯的抑抑制作用,隨著反應的進進行,pH值增加,由于H2S的抑制作用用比HAc的的作用增長得得快,在高pH值時時H2S抑制作用占占主導地位。。從而,在接近中性ppH值時,SRB要受生生成的H2S影響,只在很少程度度上受HAcc的影響。(7)COD/SO42-(C/S)從理論上講,,當C/S的比值為0.67時硫酸鹽就可可以被SRB完全的還原。。而考慮到SRB和MPB的共生性,實實際的硫酸鹽鹽完全還原所所需要的COD的量要大于理理論上的值。?,F(xiàn)階段人們們對C/S比值的具體值值存在一定的的爭議,比值值從2到7不等,有很多多種說法,這這可能和各自自的實驗條件件有關。硫酸酸鹽通過SRB對MPB的抑制主要取取決于C/S值而非進水的的硫酸鹽濃度度。當進水硫硫酸鹽濃度一一定時,SRB的數量受到限限制,如果廢廢水中的降解解的COD較高(即有較較大的C/S值),那么即即使大部分基基質被SRB利用,還將會會剩下一部分分可被MPB利用,MPB仍可得到足夠夠的營養(yǎng)而繁繁殖。對以碳碳水化合物為為主的有機廢廢水,只要C/S≥2,就可以去除除硫酸鹽,使使厭氧處理能能夠順利進行行。五、SRB在廢水處理中中的應用(1)SRB技術在處理酸酸性礦山廢水水(AMD)中的應用硫酸鹽還原菌菌處理酸性礦礦山廢水(acidityminedrainage簡稱AMD),是一種很有有潛力的方法法。SRB利用碳源提供供電子而使硫硫酸鹽轉化為為硫化物,而而這些硫酸鹽鹽能與目前許許多金屬離子子發(fā)生反應。。在硫酸鹽還還原菌的作用用下,金屬硫硫化物的可溶溶性低,因此此各類金屬就就可以沉淀出出來。另外,,硫酸鹽還原原菌可以用礦礦山廢水作為為原始能量來來源,同時產產生CO2,由化學平衡衡可知,在硫硫酸鹽還原的的情況下,廢廢水的pH值會有所提高高,而且伴隨隨堿度升高而而產生的碳酸酸鹽和氫氧化化物會生成金金屬沉淀物。。這種降低金金屬物濃度和和對廢水堿度度的中和能力力,使得SRB在處理理AMD和含金金屬離離子廢廢水時時發(fā)揮揮著重重大的的作用用。(2)SRB技術在在礦坑坑湖酸酸性廢廢水處處理中中的應應用美國學學者JamsM.Castro,BruceW.Wieinga,JamesE.Gannon等對礦礦坑湖湖酸性性廢水水的處處理進進行了了深入入的研研究。。研究究者針針對內內華達達洲一一個金金礦形形成的的礦坑坑湖廢廢水的的修復復,進進行了了可行行性實實驗研研究。。對該該礦廢廢水采采用了了兩種種現(xiàn)成成的改改良性性的有有機物物:一一是地地方土土豆加加工廠廠的廢廢物;;一是是來自自飼養(yǎng)養(yǎng)場的的混合合畜糞糞。這這個廢廢置礦礦坑積積水接接近18m,水中中富含含硫酸酸鹽,,且略略顯酸酸性,,礦坑坑主體體富含含As2S3和As4S4,且除除了FeS2以外,,其它它金屬屬硫化化物的的含量量很少少。根根據實實驗結結果判判斷,,這一一研究究的最最佳結結果出出現(xiàn)在在采用用土豆豆為有有機碳碳添加加物的的時候候,當當研究究所選選取的的土豆豆廢物物添加加量適適中時時,實實驗廢廢水水水質有有了很很大的的改觀觀,硫硫酸鹽鹽、Fe、As的濃度度分別別由1200、100、5mg/L降低為為接近近零,,pH由酸性性改變變成中中性。。他們們利用用此方方法進進行礦礦坑湖湖的治治理,,節(jié)省省了成成本,,并且且改善善了水水質,,取得得了很很好的的成效效。(3)SRB技術在在青霉霉素廢廢水處處理中中的應應用國內學學者任任立人人、張張琳等等對兩兩相厭厭氧反反應器器處理理青霉霉素廢廢水進進行了了研究究。試試驗設設施由由150m3和200m3厭氧生生物床床反應應器、、氣提提與H2S凈化及及好氧氧生物物接觸觸氧化化裝置置組合合的中中試系系統(tǒng)組組成,,裝置置處理理青霉霉素生生產混混合廢廢水量量200m3/d的規(guī)模模。研研究發(fā)發(fā)現(xiàn),,采用用厭氧氧一氣氣提分分離及及H2S氣體凈凈化廢廢水脫脫硫法法,是是一種種控制制廢水水硫酸酸鹽還還原影影響的的有效效途徑徑。在工業(yè)業(yè)化廢廢水處處理裝裝置上上,建建立起起來的的兩相相厭氧氧一氣氣提分分離及及含H2S氣體的的凈化化一好好氧處處理工工藝,,在去去除青青霉素素廢水水中的的有機機物也也具有有顯著著效果果。(4)SRB技術在在抗生生素廢廢水處處理中中的應應用在抗生生素生生產企企業(yè)排排放的的生產產廢水水中,,除了了含有有淀粉粉、蛋蛋白、、脂肪肪等物物質外外,還還含有有較高高濃度度的硫硫酸鹽鹽。采采用傳傳統(tǒng)的的厭氧氧工藝藝處理理此類類廢水水,較較高的的硫酸酸鹽對對產甲甲烷菌菌產生生強烈烈的抑抑制作作用。。采用用一體體化兩兩相厭厭氧反反應器器來處處理抗抗生素素廢水水,在在產酸酸反應應階段段除了了進行行酸化化反應應外,,還利利用了了硫酸酸鹽還還原菌菌(SRB)將硫硫酸鹽鹽還原原為S2-,以消消除硫硫酸鹽鹽對MPB的抑制制作用用。在在此一一體化化兩相相厭氧氧反應應器表表現(xiàn)出出了良良好的的抗沖沖擊負負荷能能力,,C/S比值最最低達達到了了3,硫酸酸鹽的的絕對對濃度度最高高為1325mg/L。(5)SRB技術在在味精精廢水水處理理技術術方面面的運運用國內學學者惠惠平等等對以以硫酸酸法生生產味味精所所產生生的廢廢水進進行了了厭氧氧處理理試驗驗。試試驗采采用了了低濃濃度,,高負負荷的的進料料方式式,控控制了了碳硫硫比在在2.14左右,采用用惰性氣體體氣提H2S的形式減小小系統(tǒng)中硫硫化物的濃濃度,改善善MPB和SRB的生長環(huán)境境,提高了了厭氧運行行的穩(wěn)定性性和處理效效率。試驗的消化化溫度在38度,HRT=1.6d,硫酸根離離子和COD的的濃度分分別由4.17g/L和8.30g/L轉化為1.55g/L和1.3g/L,轉化率分分別達到了了62.8%和84.3%,為厭氧條條件下同時時去除水中中的COD和硫酸根離離子提供了了一個范例例。(6)SRB技術在處理理電鍍廢水水中的應用用性研究韓國學者SongYoung—chae,PiakByeong—cheon等在應用SRB技術處理電電鍍廢水的的基礎上,,還對廢水水中抑制SRB活性的毒性性因子作了了評估,以以便提高處處理效率。。研究后認認為,雖然然SRB對葡萄糖的的最大利用用效率比乳乳酸及乙酸酸要低一點點,但是對對葡萄糖的的親和力卻卻和乳酸及及乙酸相似似。通常電電鍍廢水中中的硫酸鹽鹽濃度為2000mg/L,相應要求求的碳源估估計為2200mg/L。在C/S為0.33時,碳源的的利用率達達到了最高高,而隨著著C/S從0.18到1.21的變化,硫硫酸鹽的還還原率一直直上升,最最后達到了了88%。試驗還研究究了金屬離離子對SRB活性的影響響,在沒有有競爭性抑抑制實驗模模型中,銅銅離子的IC50(半抑制濃度度,即抑制制SRB50%活性的銅銅離子濃度度)為100mg/L;當四價鉻鉻離子濃度度為130mg/L時,對SRB活性的抑制制也只有15%。廢水中中的氰化物物為10mg/L時,對SRB的抑制達到到30%,并且隨隨著氰化物物濃度的升升高,抑制制程度迅速速增加,經經測試,氰氰化物的IC50為20mg/L。(7)SRB技術在處理理含重金屬屬廢水中的的應用在厭氧條件件下SRB可以通過稱稱之為異化化的硫酸鹽鹽還原作用用,將硫酸酸鹽還原成成為硫化氫氫。廢水中中的重金屬屬離子可以以和所產生生的硫化氫氫反應生成成溶解度很很低的金屬屬硫化物沉沉淀而除去去。SRB的硫酸鹽還還原作用可可將硫酸根根轉化為S2-而使被處理理廢水的pH值升高。許許多的重金金屬離子的的氫氧化物物的溶解度度很小,pH的升高有利利于重金屬屬離子的形形成氫氧化化物沉淀而而除去。此此外,SRB代謝過程中中分解有機機物會生成成二氧化碳碳。部分重重金屬還可可以和碳酸酸根反應轉轉化為不溶溶性的碳酸酸鹽而除去去。最后,,在一些特特殊情況下下SRB還可通過菌菌體細胞對對金屬離子子的直接吸吸附作用去去除廢水中中的重金屬屬。多數的重金金

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