1、.页眉.页脚硕 士 研 究 生 学 位 论 文选 题 报 告论 文 题 目： SRB 对硫转化机理的研究 研 究 生：导师及职称：学 科 专 业 ：学 号 ：年 级 ：学 院 ：.页眉.页脚填 报 说 明一、选题报告中必须采用计算机输入和打印。二、选题报告为 A4 纸、宋体、小四字号、1.3 倍行距，于左侧装订成册。三、选题报告的内容应严肃、认真地填写；空间不足可续页，但不能改变原表格格式。四、课程成绩一栏应正确填写，成绩审核在各学院办理。五、选题报告书一式二份，研究生部和学院各存档一份。.页眉.页脚一、 立题依据.页眉.页脚课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义、实际应用价值1
2、.1 课题来源自拟课题。1.2 选题依据和背景情况自 19 世纪中期以来，由于工业的迅速发展，环境问题、环境事件、环境灾难不断发生，水污染是其中一项重要内容。工业污水、农业污水、生活污水严重污染了生态环境，使地表水急剧恶化，地下水也受到了很大的影响，严重得威胁着动植物的生命和人类的安全。治理水污染迫在眉睫。事例一：2005 年，中吉化双苯厂爆炸严重污染了松花江，哈尔滨市度过了为期4 天的大停水，国务院总理温家宝亲自前往哈尔滨视察哈尔滨市供排水集团制水三厂,听取有关哈尔滨恢复供水的进展情况，甚至联合国都插手干预此次松花江水污染问题。事例二：2007 年 5 月，太湖蓝藻大规模暴发造成近百万无锡市
3、民生活用水困难，再次敲响了太湖生态环境恶化的警钟。中国科学院南京地理与湖泊研究所对太湖生态环境状况长期研究的结果显示，工业污染增加、农业面源污染扩大、城市生活污水直接入湖是造成太湖水环境恶化的主要原因。纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，20 世纪 90 年代以来获得迅猛发展，同时也是工业废水排放大户，据不完全统计，我国日排放印染废水量为 3106410 6 3，是各行业中的排污大户之一 1。印染废水除了具有水量大、色度深、碱性大、水质变化大等特点外,另一大特点就是硫酸盐含量高，约在5000mg/L 左右，属难处理的工业废水。它的硫酸盐来源主要有:一是废水的酸度调节剂（理论上和实际
4、都应是 H2S04） ；二是印染过程中的含硫助剂（拉开粉等） ；三是印染废水处理用的絮凝剂（最有效是硫酸亚铁） ，它们的共性在于向废水中引入了硫酸根离子。针对印染废水常用的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法。尽管物理、化学方法能起很大作用,但由于耗资大,运输费用高及适用条件的限制,目前国内外仍以厌氧好氧工艺(即 A/O 工艺)生物处理为主。但从国内相关企业的实际应用来看，其运行状况并不理想。一个重要原因就是：厌氧条件下，在硫酸盐被硫酸盐还原菌（Sulfate Reducing Bacteria，SRB ）转化成硫化物的过程中，一方面， SRB 不光对产甲烷菌（Methane Produci
5、ng Bacteria，MPB ）产生了对底物的竞争性抑制作用，其还原产物硫化物还对 MPB、SRB 和其它厌氧微生物产生了很强的毒性抑制作用；另一方面，当含有高浓度硫化物的厌氧段出水进入好氧段时，不仅会导致好氧阶段溶解氧的降低，还会促使丝状硫细菌的大量繁殖，引起污泥膨胀，从而使整个生物处理系统无法正常运行，甚至瘫痪。.页眉.页脚实际上，许多工业废水，诸如纸浆、造纸、发酵、采矿、炼油、制药等都含有高浓度的硫酸盐，而在这些废水的处理过程中也同样产生了上述问题。因此，寻找一种既能克服硫酸盐还原过程中产生的种种问题，又能使大量的硫资源以单质硫的形式得以回收利用，变废为宝实现资源化，受到了国内外环境保
6、护工作着广泛关注。“印染废水处理中生物脱硫技术设备的研究与开发”课题组拟采用“硫酸盐生物还原硫化物生物氧化单质硫分离与回收”工艺对印染废水进行预处理研究，企图从根本上实现印染废水中硫的控制和资源化，为印染和其它相关行业的废水处理开辟新的道路。“印染废水处理中生物脱硫技术设备的研究与开发”这一课题重点研究硫酸盐生物还原和硫化物生物氧化两个过程，分五部分，它们分别是：高效硫酸盐还原菌的选育和特性研究、SRB 对硫转化机理的研究、硫化物生物氧化技术研究、废水中单质硫分离技术研究、印染废水中硫的控制和资源化研究。各部分研究的主要内容简单描述如下：1、高效硫酸盐还原菌的选育和特性研究筛选分离出既能迅速还
7、原硫酸盐，又能耐高浓度硫化物毒性的高效的硫酸盐还原菌，并对其生理生长特性进行研究，为后续研究打基础。2、SRB 对硫转化机理的研究利用固定化酶技术对硫酸盐还原菌进行固定化处理，以氧化还原电位的变化为主线探索反应的各个阶段，同时通过跟踪测定反映过程中 COD、SO 42-等的变化以及胞外分泌物质，揭示 SRB 还原硫酸根的机理。还可以在此基础上，根据 SRB 还原硫酸盐过程中硫酸根浓度的变化情况，进行动力学分析，建立 SRB 还原硫酸盐过程动力学方程。为整个课题提供一定理论依据。3、硫化物生物氧化技术研究培养和驯化出高效的脱硫细菌光合细菌或无色硫细菌，探讨利用这些脱硫细菌氧化硫酸盐还原相出水中硫
8、化物为单质硫的可行性，对影响硫化物生物氧化过程的主要因素进行研究，寻找硫化物生物氧化过程的适宜条件，实现硫化物生物法向单质硫的最大转化，为研究废水中单质硫分离方法提供前提。4、废水中单质硫分离回收技术研究废水中硫化物经微生物氧化为单质硫后，颗粒很小，在水中呈胶体状态，难以自然沉淀，因此对从废水中分离和回收单质硫的方法进行研究，对于“印染废水处理中生物脱硫技术设备的研究与开发”这一课题来说具有重要的意义。对于经生物氧化，在水中呈胶体状态的单质硫如何进行分离和回收，目前文献鲜有报道。因此该课题本部分的目的就是: 寻找一种能将废水中呈胶体状态的单质硫分离和回收的经济合理又简单易行的方法。.页眉.页脚
9、5、印染废水中硫的控制和资源化研究根据前面四个部分的研究结果，研究开发相应的处理设备，采用“硫酸盐生物还原硫化物生物氧化单质硫分离与回收”工艺对印染废水进行预处理，以COD 去除率，单质硫回收率等为考察指标，探讨整个工艺处理印染废水并实现硫的资源化的可行性，对影响整个处理过程的主要因素进行研究，确定该工艺稳定高效运行的适宜条件，为工程设计提供依据。04 级研究生崔心水和 05 级研究生王蓓已分别完成了本课题第一和第三部分的研究，我将在他们研究的基础上，完成该课题的第二部分的内容，即 SRB 对硫转化机理的研究，这是“印染废水处理中生物脱硫技术设备的研究与开发”这一大课题研究的核心和依据。1.3
10、 课题研究目的本课题主要是对 SRB 脱硫机理的探讨和研究，首先利用固定化酶技术对硫酸盐还原菌进行固定化处理，解决低碳源下硫酸根去除率较低的矛盾。然后监测氧化还原电位在整个反应过程的变化情况，跟踪测定反映过程中 COD、SO 42-等的变化以及胞外分泌物质，揭示 SRB 还原硫酸根的物质变化过程。最后，根据 SRB 还原硫酸盐过程中硫酸根浓度的变化情况，进行动力学分析，建立 SRB 还原硫酸盐过程动力学方程。为“印染废水处理中生物脱硫技术设备的研究与开发”这一大课题提供一定理论依据。1.4 理论意义一方面，氧化还原电位影响着反应的类型和进度，同时又受到反应的影响，在整个反应过程中不断变化，是反
11、应的一个重要表征，围绕氧化还原电位的变化这条主线，对 SRB 还原硫酸盐的过程进行跟踪测定，通过 COD、SO 42-浓度以及胞外分泌物质等的变化来揭示硫酸根还原过程的物质变化。另一方面硫酸盐还原菌（SRB）还原硫酸盐过程动力学方程的建立，是对 SRB 还原硫酸根过程的能量变化的系统描述，为 SRB 对硫的转化提供合理的动力学依据。通过以上两方面的研究，为印染和其它相关行业的高浓度硫酸盐废水处理提供一定的理论依据。1.5 实际应用价值一方面，硫酸盐废水不经处理直接排入水体会使受纳水体酸化，pH 值降低，危害水生生物，并产生潜在腐蚀性；这类酸性废水排入农田会破坏土壤结构、使土壤板结，减少农作物产
12、量及降低农产品品质。硫酸盐废水潜伏周期长，虽然有自然的稀释作用，在短时间内不会有明显的负面作用，但是一旦大面积的形成污染，其治理难度很大。因此，寻求行之有效的脱硫技术已成为环境工程界普遍关注的问题。另一方面，单质硫是重要的生产原料，世界每年要消耗大量的单质硫。 其中大.页眉.页脚部分用于制造硫酸。在橡胶制品工业、造纸工业及火柴、焰火、硫酸盐等产品的生产中也要用数量可观的硫磺。还有一部分用于消灭农业害虫、漂染工业和医药中。由于硫具有强度高、热传导性差和耐腐蚀等物理性质，近年来硫磺在建筑方面也有不少新的用途。因此，对单质硫的回收意义重大。 本课题的价值在于为“印染废水处理中生物脱硫技术设备的研究与
13、开发”这一大课题提供合理的理论依据，为印染和其它相关行业的废水处理开辟新的道路，从根本上实现印染废水中硫的控制和资源化。.页眉.页脚二、文献综述（综述中引用的文献应按文中标注出现的顺序附后）本课题的国内外研究现状、发展动态随着 SRB 在废水厌氧生物处理生产实践中的广泛应用，国内外研究者对其进行了多方面的研究，但主要集中在硫酸盐还原菌的选育及分离纯化、硫酸盐对厌氧消化工艺的影响、硫酸盐还原菌生态特征及应用、含硫酸盐废水处理工艺的研究等方面，而对硫酸盐还原菌的脱硫机理以及硫酸盐还原过程动力学研究较少，然而这些研究成果以及国内外研究者所积累的经验，对脱硫机理这一理论课题的研究有很重要的参考价值。2
14、.1 硫酸盐对厌氧消化工艺的影响2.1.1 废水中硫酸盐存在的积极作用在含有少量或适量硫酸盐废水厌氧处理过程中(硫化物水平不对系统产生重大影响的情况下)，一方面，SRB 作为非产甲烷菌能够有效地消耗 H2，从而促进产氢产乙酸反应的顺利进行，并降解有机物。另一方面，SRB 能够不完全氧化丙酸、丁酸等短链脂肪酸为乙酸，防止这些脂肪酸在体系中积累，减轻了 MPB 的压力，有利于产甲烷反应。此外，在 SRB 的作用下，硫酸盐还原反应的产物(硫化物)不仅可以为产甲烷菌提供重要的硫源，有利于维持体系的低氧化还原电位状态，还可以与过量的重金属离子沉淀，从而起到解毒和保护作用。例如，对于处理柠檬酸废水的复合式
15、反应器中截留的污泥，在无 SO4 2-的基质上作 SMB(比产甲烷活性 )测定，发现对丁酸、丙酸的 SMB 相当低 2，说明在富含SO4 2-的柠檬酸废水中，这些脂肪酸是通过被 SRB 的氧化而得到降解的。对于处理含 SO4 2-的低浓度废水的污泥，在葡萄糖基质上作 SMB 测定，随着基质中 SO4 2-含量的提高，SMB 增加;如果未向基质中加人 SO4 2-或加人量小，则发现大量的丙酸积累，也说明 SRB 在分解丙酸上的重要作用 3。异丙醇在有硫酸盐还原反应的作用时转化率高，因为硫酸盐还原降低了 H2 的浓度，并且为丙酮的羧化提供了 CO2，因此促进了异丙醇的转化。另有报道，低浓度的硫酸盐
16、能促进苯酚废水的厌氧处理和纤维素向甲烷转化，说明硫酸盐反应在厌氧消化过程中为产甲烷菌提供了重要的生长代谢用硫源。也有研究指出，硫是厌氧微生物生长所必须的微量元素之一，当废水中没有硫化物存在时，甲烷菌的生长受到抑制，甲烷菌生长最适宜的硫化物浓度为1-25mg/L4。另据文献报导 5当废水含有 50mg/L 左右的硫化物时，有助于厌氧消化的进行。所以，厌氧消化中存在适量的硫化物是有利的。2.1.2 废水中硫酸盐存在的消极作用1、SRB 与反硝化细菌的竞争 当废水中含有大量的硫酸盐时， SRB 对电子供.页眉.页脚体的利用将会影响硝酸盐还原的顺利进行。2、与产乙酸细菌 AB 的竞争 产乙酸细菌是有机
17、物厌氧消化过程中的重要菌种，它们可以将厌氧消化过程的发酵酸化阶段的重要产物挥发性脂肪酸 VFA 进一步转化为乙酸，但是在硫酸盐还原系统中 SRB 却可以和产乙酸细菌竞争使用挥发性脂肪酸及乙醇等有机底物。3、与产甲烷菌 MPB 的竞争 6-18 废水中没有或只有少量硫酸盐存在时，SRB可以作为产氢产乙酸菌参与有机物的降解过程,但是当废水中含有大量的硫酸盐时，由于 SRB 能利用 H2 和乙酸等甲烷的前体物将硫酸盐还原为硫化物，因而可引起SRB 与 MPB 对基质的竞争。4、硫化物的毒性抑制作用 SO4 2-自身无毒性，但其还原的终产物却对系统内菌群有毒害及抑制作用。SO 4 2-的还原产物主要有
18、 H2S 、HS - 、S 2-、金属硫化物，并按这个顺序毒性依次降低 19，其中 H2S 对细菌的毒性最大 20。关于 H2S 对系统最大抑制浓度的研究结果差异很大，从几十到几百不等。如:Park- in 指出当系统中 H2S 浓度接近 50-100 mg/L 时整个系统会受到抑制 21。而Houten22等人则在他们研究中发现当 H2S 浓度在 250mg/L 时，系统中一种主要的SRB( Desulfotomalulunsp)，将受到抑制;而国内杨景亮等人 23的研究表明，当出水H2S 浓度为 300 mg/ L 时，SO 4 2-去除率仍能保持在 92%一 95%.造成这种差异的原因可
19、能是各个研究者采用的工艺条件不同所致.例如污泥的来源，有些 SRB 或 MPB 对H2S 可能有更高的耐受性;还有基质的类型，如利用丙酸，乙酸，丁酸，乳酸为基质的不同系统对 H2S 的敏感性依次降低 24；再如污泥状态，Visser 25发现在颗粒污泥中，SRB 与 MPB 对硫化物毒性有较高的承受能力，且毒性抑制是由总硫化物产生的，而在悬浮污泥中，毒性主要由游离 H2S 引起。 关于 S2-抑制作用的研究结果差别也很大。陈平 26等采用间歇实验研究了 S2-对厌氧消化的影响，当投加量小于 40mg/L 时，表现为促进产气作用，当投加量大于80mg/L 时，表现为抑制作用。 Buress 和
20、Wood 报道的 S2-抑制 SRB 的浓度为900mg/L27,而国内康宁研究发现，不明显抑制 SRB 的最大 S2-浓度为 500mg /L28。目前还不清楚造成这样大差别的原因。5、细菌表面硫物质的过量积累抑制 另有研究者近期的研究认为,影响厌氧生物反应稳定运行的可能原因不是由于废水中溶解硫化物,也不是非游离态 H2S 引起,而存在一些其他因素的影响。Liu Y.等同时采用两个上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理温度 37、以苯为唯一碳源、含不同浓度硫酸盐的废水。对两个反应器中取出的三种不同生物颗粒污泥分别进行透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM) 和 X 射线图像分光仪分析。结果显示
21、,是由于细菌细胞表面过量的硫沉淀包裹而引起了产甲烷及产硫化物的抑制作用。由此,他们认为,生物颗粒活性的抑制可能是由于微生物细胞表面硫物质的过量积累引起的。.页眉.页脚6、阳离子的抑制作用 29 硫酸盐废水中的 SO 被认为是无毒的，但硫酸盐浓度24较高时，其中的阳离子可能会抑制厌氧菌的生长。最常见的这种离子是 Ca 和 。NaCa 本身没有毒性，但它可以沉淀在污泥表面妨碍物质的传递，随时间延长，反应器和管道会结垢。这最终引起反应器内污泥流失和堵塞，如果 Ca 完全覆盖了颗粒污泥，则严重时会使污泥活性完全丧失；关于 在厌氧过程中的毒性研究比较多，Na但结果往往区别很大。 的 50%IC 由 64
22、0g/L 的报道都有。这些差别可能与污泥Na来源和驯化情况、其他金属离子的拮抗或增效作用以及实验方法有关。至今对的毒性机理及 SRB 对 的敏感性的研究不多。Na2.2 硫酸盐还原菌生态特征及应用硫酸盐还原菌(SRB) 是一类形态各异、营养类型多样、能利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的严格厌养菌。 常见属有脱硫弧菌属( Desulfovibrio) ,脱硫肠状菌属 ( Desulfotomaculum)。2.2.1 SRB 在环境中的分布 30自然界中最常见的SRB 是嗜温的革兰氏阴性、不产芽孢的类型。在淡水及其他含盐量较低的环境中,易分离到革兰氏阳性、产芽孢的菌株。此
23、外,在自然界中存在的还有革兰氏阴性嗜热真细菌、革兰氏阴性古细菌。SRB 是严格的厌氧菌。但是它分布广泛,SRB 可以存在于土壤、水稻田、海水、盐水、自来水、温泉水、地热地区、油井和天然气井,含硫沉积物，河底污泥、污水，绵羊瘤胃、动物肠道等。 还可以从一些受污染的环境中检测到它的存在,如厌氧的污水处理厂废物，被污染的食品中。2.2.2 基本环境因子SRB可以在575 条件下生存,并能很快适应新的温度环境,最佳生长温度约为37 。某些种的SRB可以在- 5 以下生长,具有芽孢的种可以耐受 80 的高温。在pH为59. 5 的范围内生存,最适pH值为7. 07. 8。盐分: 在一些高盐的生态环境中,
24、也能检测到它们的存在,如盐湖、死海等。 在实验室中分离到的嗜盐菌多数是轻度嗜盐菌( 适宜盐度范围为1%4%) ,分离到中度嗜盐菌的报道不多,最适盐度为10%左右 31。Eh :其生长要求 Eh 低于- 150 mV30。2.2.3 SRB 生长所需的碳源、氮源碳源:SRB 的不同菌属生长所利用的碳源是不同的,最普遍的是利用C3 、C4 脂肪酸,如乳酸盐、丙酮酸、苹果酸；此外还可以利用一些挥发性脂肪酸,如乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐;醇类,如乙醇,丙醇等。.页眉.页脚氮源:铵盐是大多SRB 生长所需的氮源。 据一些报道,某些SRB 还能够固氮。 一些菌种能够利用氨基酸中的氮作为氮源,少数菌种能通过异化
25、还原硝酸盐和亚硝酸盐提供氮。 1992 ,Boopathy 分离出一株脱硫弧菌( Desulfovibrio) 能够利用硝酸盐,亚硝酸盐和2 ,4 ,6 - 三硝基苯(TNT) 作为氮源和电子受体 32。2.2.4 影响 SRB 还原硫酸盐的因子1、重金属 从Husainagar Lake 分离出一株Desulforibrio ,其对锌的敏感超过好氧菌,Cd 对Zn 的这种抑制作用有协同作用,可通过调节基质中的 Cl、Ca 、磷酸盐、Fe 和Mn 的浓度来降低Cd 和 Zn 的毒性。 但是Mo 是一种强抑制剂,即使在大量的磷酸盐存在的情况下,也会抑制硫酸盐的还原 33。 2、H2S 浓度 H2
26、S 的浓度达到一定程度 (16 mmol/ L H2S) ,就会明显抑制SRB 的生长。3、 温度和磷酸盐浓度 Okabes 的试验得出,脱硫弧菌属的最佳生长和转化温度为43 ,最适宜的碳磷比是C:P = 400 :1800 :1 34。 2.2.5 SRB 在环境中起的一些反应1、SRB 固定和转化重金属 由于SRB 代谢产生H 2S , H2S 和许多重金属作用。可以生成硫化铅、硫化锌、硫化钴、硫化汞、硫化铜等等。 SRB 还可以使汞甲基化,生成毒性更强的甲基汞 35,36 。SRB 反应产生的 H2S还可以使一些金属还原成低价态或元素态,如对Cr 6+等的作用, 可以将高毒的Cr 6+转
27、化为低毒的Cr 3+ ,是一个解毒过程。2、SRB对金属的腐蚀 硫酸盐还原菌代谢产生的硫化氢是强还原剂,具有强腐蚀性,所以它是主要的金属腐蚀微生物。在一些国家的土壤腐蚀调查中发现代表性厌氧腐蚀菌大多是脱硫弧菌属,我国中科院微生物所对分布在我国东北、西北、华北及西南代表十多种土壤的腐蚀网站及钢件周围及腐蚀产物中的硫酸盐还原菌进行研究,指出我国不同土壤代表性腐蚀菌为普通脱硫弧菌( D. vulgaris) 35 。从腐蚀的角度看,其都含能引起金属腐蚀的氢化酶。2.2.6 SRB 的应用1、生物修复 36，37 由于所生成的金属硫化物的溶解度较低(范围为10 - 310 - 5 g/ L) ,可以利
28、用 SRB 的这个性质来处理被重金属污染的湿地、池塘以及废水等,或者在被污染的区域人为构造湿地，将反应生成的重金属硫化物收集起来集中处理，既利于环境的改良,又可以回收贵重金属。在汞的生物修复方面,脱硫弧菌能使汞转化为硫化汞,使汞固定和转化。根据这个性质可以修复被汞污染的土壤、水体。2、炼油技术将硫酸盐还原菌加入到油井中,可以提高油产量。在石油的二次回收过程中,脱硫.页眉.页脚弧菌产生的粘液一种胞外多糖,起着表面活性剂的作用,有助于从石油砂层中提取石油 38。另外,还有研究认为,它参与石油的形成。据报导,脱硫弧菌可合成1425 个碳的长链脂肪族碳氢化合物。这项技术已取得了一定的经济效益。3、废水
29、处理和燃料脱硫许多加工业,如食品发酵工业,采矿业,造纸工业等产生的废水中都含有大量的硫酸盐。 硫酸盐本身会产生多种危害,并且会生产高毒性的H 2S ,对环境和人类造成危害。 所以这类污水在排入自然界之前必须经过处理. 利用SRB 能利用硫酸盐的特性,可以设计工艺去除硫酸盐。 另外,燃料燃烧产生SO 2 是空气污染的一个重要来源,因此,去除燃料中的硫有着重要的环境学意义。脱硫弧菌能利用矿物质和前处理的污水污泥将SO 2转化成H 2S。 Desulfotomaculum orientis 能利用H 2 和CO 2 将SO 2转化为H2S,完成了燃料的脱硫。2.3 含硫酸盐废水处理工艺的研究2.3.
30、1 高效单项厌氧工艺当今已发展了多种高效的厌氧处理工艺,其中已有一些成功地用于硫酸盐有机废水的厌氧处理。Isa 39在研究高负荷连续运行的厌氧滤池处理含硫酸盐废水的试验发现, ,S 浓度达到 5000mg/L 时,对产甲烷菌没有抑制作用。Herbert 40利用24SO处理硫酸盐有机废水,进水 COD 为 5000mg/L , 为 6000mg/L ,COD 去除24SO率在 98%以上 ;当进水 COD 不变, 升至 7500 mg/L 时,COD 去除率降为24S32%。 E.Coneran41采用复合型厌氧反应器(1/4 填料 +3/4 空床)处理含高浓度硫酸盐的柠檬酸工业生产废水,其生
31、产性运行结果:HRT 为 1.4d,COD / =3.61,进水 COD 为24S3.43g/L,COD 负荷率为 8.84kgCOD/ (m3d),COD 去除率为 52%,BOD 去除率为 80%,沼气中 CH4 含量为 65.5%。国内的惠平 42采用厌氧生物膜反应器处理硫酸法味精废水也取得了较好的试验结果。2.3.2 两相厌氧消化法 43两相厌氧消化法是根据参与酸性发酵和甲烷发酵的微生物不同,分别在两个反应器内完成这两个过程的方法。Sarner 采用二相厌氧消化工艺处理纸浆废液,产酸相采用厌氧滤池,产甲烷相采用 UASB,其后还有一个好氧活性污泥系统。当进水 COD 为19300 mg
32、/L,BOD5 为 5930 mg/L, 为 5225 mg/L,产酸相中 pH66.3 时, 还原24SO24SO率为 63%,最终 COD 去除率为 56%,BOD5 去除率为 90%以上。国内的康风先等人采用软性纤维填料反应器和 UASB 反应器研究了硫酸盐还原作用与甲烷发酵相结合的两阶段厌氧消化工艺处理高硫酸盐有机废水的可行性。该工艺具有运行更稳定,处理效率高等优点,但该工艺所产生的 H2S 很多,所需的脱硫成本也就更高。.页眉.页脚2.3.3 添加 SRB 抑制剂工艺由于硫酸盐对厌氧消化的影响主要是由于 SRB 引起的,因此,人们试图寻找一种物质抑制 SRB 的生长和代谢 ,使硫酸盐
33、不被还原为硫化物,以减轻对 MPB 的抑制作用,而且此种物质还必须对 MPB 的生长和代谢没有影响。目前 ,研究最多的是钼酸钠,但对它的抑制机理尚在争议中,基本解释是它们的化学结构类似,它42MoONa通过竞争作用而被 SRB 吸收 ,从而抑制焦磷酸化酶的产生,而这种酶是硫酸盐还原过程中所必需的,没有这种酶,硫酸盐还原作用就不会发生 43。然而，国外一些试验研究表明，抑制剂在抑制 SRB 的同时，MPB 也同样受到了抑制。例如 Karhadkar44发现，在利用啤酒废水做间歇实验时，加入同样浓度的 SRB 和 MPB 均被抑42MoONa制。M.Hasnain Isa45研究也表明， 对 SR
34、B 和 MPB 都有抑制作用，而且对42oONaSRB 的抑制作用暂时的，一旦 从水中取出，SRB 的活性还可以恢复，而M对 MPB 的抑制作用是永久的，不能恢复。2.3.4 溶剂萃取工艺关于溶剂萃取法处理含硫酸废水的研究国内外都很少有报道。国内孙道华 46等采用溶剂萃取工艺处理采用丙酮氰醇法合成甲基丙烯酸甲脂所产生的含硫酸和硫酸盐废水，结果表明该方法既使废水中的硫酸根离子得到了有效去除，还使硫酸根离子以氮钾复合肥的形式得以回收利用，有较高的经济效益，但过程比较复杂。2.4 目前存在的问题（1）如何解除终产物 H2S 的毒害和抑制作用，效果不明显。（2）不能确保反应器运行时的稳定性。（3）低碳
35、源下（COD/SO 42-2）脱硫技术研究较少，且脱硫率不理想。（4）对硫酸根还原过程动力学研究较少或未见报道。本课题将采用采用固定化酶技术将 SRB 进行固定化处理，降低 H2S 抑制作用，对低碳源下硫酸根还原过程进行研究，探讨 SRB 的脱硫机理，为生物脱硫技术提供一定的理论依据 。2.5 参考文献1单国华，贾丽霞.印染废水处理方法及其研究进展J.资源与环境科学，2007(4).2Colleran E. Finnegan S.，O Keeffe R. B. Anaerobic digestion of high-sulfate-content wastewaterfrom the indu
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