硫酸盐对厌氧消化的影响及强化工艺研究进展

含硫化合物作为工业生产中的常见原料,在医药化工、食品加工等行业中被广泛利用,这也导致了相关行业生产废水中高硫酸盐的水质特点。废水中的硫酸盐成分,会对厌氧生物处理效能产生一定的抑制,同时也会造成设备和管道的腐蚀损耗。研究通过总结厌氧系统中硫酸盐生物还原机理、利用碳源种类以及硫酸盐还原菌与产甲烷菌的竞争影响机制,揭示硫酸盐对厌氧消化性能的影响。并针对高含硫酸盐废水厌氧处理的关键点,进一步介绍目前主流的处理工艺和硫酸盐厌氧抑制的缓解手段,结合相关工艺运行特点,分析不同处理工艺优缺点,为高含硫酸盐废水厌氧处理工艺选择提供参考。

硫酸盐还原菌对多种染料厌氧脱色的特性

研究专性厌氧菌硫酸盐还原菌混合培养物对偶氮染料、三苯甲烷染料、蒽醌染料的脱色作用．在菌的生长过程中，随着硫化氢的形成，染料的脱色率不断增长．分别测定了完整细胞和上清液对５种染料的脱色能力．当上清液中含有硫化氢时，在１ｈ内不同染料（５０ｍｇ／Ｌ）的脱色率可达２５．５８％—９８．８％；而完整细胞的脱色率则为６．９９％—８０．６０％．由此表明，在厌氧硫酸盐还原条件下，硫酸盐还原菌及其产物硫化氢对染料的脱色均有重要作用．完整细胞对１０种结构不同的染料（５０ｍｇ／Ｌ）的半脱色时间为０．５—３２．６ｈ，甚至更长，脱色的最适温度和ｐＨ分别为３０℃和８．０，严格厌氧；还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸对脱色具有促进作用，粗酶液对酸性红Ｂ２ＧＬ脱色比活（染料／蛋白）为０．８７μｇ／（ｍｇｍｉｎ）。

硫酸盐还原菌促进厌氧消化中丙酸转化的研究

由于丙酸积累而造成的酸败问题一直是制约厌氧反应器稳定运行的重要因素之一。试验通过人为添加硫酸盐的方法,研究了硫酸盐还原作用在厌氧过程中对丙酸转化的影响。试验的结果表明,硫酸盐的添加促进了厌氧反应器中丙酸降解的速率,减少了丙酸对产甲烷细菌的抑制作用,从而提高了反应器COD去除率;DGGE图谱显示添加硫酸盐体系中产甲烷菌种群结构发生了变化,优势种群发生了转移。认为硫酸盐还原菌对厌氧反应器中丙酸的降解会产生促进作用,因此可以通过调节硫酸盐还原菌、产酸菌和产甲烷菌之间的协同作用来维持厌氧反应器稳定运行。

盐渍食用菌加工过程中厌氧亚硫酸盐还原梭菌污染状况分析

[目的]了解辽宁地区盐渍食用菌加工过程中厌氧亚硫酸盐还原梭菌的污染情况,以便进一步研究消除和控制该类细菌污染的方法。[方法]采用平板计数法对9家加工盐渍食用菌工厂的生产用原料级盐渍食用菌、加工用水、食盐、成品进行厌氧亚硫酸盐还原梭菌抽样检测。[结果]9家加工厂所用水样中均未检出该类细菌;4家企业加工用食盐中检出厌氧亚硫酸盐还原梭菌,其菌落数量在3.6～150cfu/g之间;9家加工厂的11个原料样品中有8个原料样品检出厌氧亚硫酸盐还原梭菌,菌含量在9.1～300cfu/g,3个成品盐渍食用菌中检出该类细菌含量在30～100cfu/g。[结论]盐渍食用菌加工过程中,可能会受到厌氧亚硫酸盐还原梭菌的污染,而污染源主要来自加工用原料级盐渍食用菌和食盐。

河道底泥中四氯双酚A的厌氧降解及硫酸盐还原菌对其降解效率的影响

本文采用血清瓶实验研究了贵屿镇练江底泥TCBPA的厌氧降解特性以及该过程中硫酸盐还原菌的变化情况.结果表明,在不同还原条件下,TCBPA降解效率顺序为:产甲烷环境>硫酸盐还原环境>接种控制,对应降解速率常数分别为:0.0844 d-1、0.0694 d-1、0.0561 d-1,半衰期分别为:8.2 d、10.0 d、12.4 d.与接种控制组相比,加入电子供体可加速TCBPA降解,降解速率常数可达0.0722 d-1,半衰期为9.6 d.加入邻苯二甲酸丁酯后,TCBPA降解受到抑制,降解速率常数为0.0491 d-1,半衰期为14.1 d.使用Comparative Ct法进行荧光定量PCR实验,结果表明硫酸盐还原菌在TCBPA降解过程中起到了积极的作用.

厌氧处理废水过程中硫酸盐还原菌的生态特性

对厌氧处理硫酸盐废水过程中硫酸盐还原菌的生态学进行了综述,详细介绍了硫酸盐还原菌的生理特性、分类、代谢机理、所利用的碳源种类、SRB在厌氧硝化中的作用,以及影响SRB对废水中硫酸根还原作用的多种因子,如pH值、温度、溶解氧、硫化物、乙酸等。在此基础上,还研究了SRB与其他厌氧菌之间的竞争,以及影响SRB与MPB菌种竞争的各种因素。可见,硫酸盐还原菌是一类多样性群体。

硫酸盐还原菌厌氧颗粒污泥的形成条件

硫酸盐还原菌是利用硫酸盐或其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物的严格厌氧菌。介绍了硫酸盐还原菌的生物化学性质、代谢机理和生理学特征,综述了硫酸盐还原菌厌氧颗粒污泥的形成条件和影响因素,如进水SO2-4含量,碳源、氮源和磷源,COD与SO2-4质量浓度比,H2S,pH,温度,氧气及微量元素等。

一个硫酸盐还原细菌富集物对丁草胺的厌氧降解

通过多次富集培养 ,得到一个能有效厌氧降解丁草胺的硫酸盐还原细菌 (SRB)富集物 ,并对该富集物的生长动力学以及生长的最适丁草胺浓度。

二氧化氯控制盐渍食用菌中厌氧亚硫酸盐还原梭菌可行性分析

[目的]探讨将ClO2消毒剂应用于盐渍食用菌加工过程,以控制加工过程中污染菌,特别是抗逆力极强的厌氧亚硫酸还原梭菌的可行性。[方法]分别以产气荚膜梭菌标准菌株和野生菌株作为供试菌株,采用悬液定量杀菌试验、人工染菌模拟样品杀菌试验的方法观察ClO2杀菌效果;采用不同浓度的ClO2作用盐渍滑子蘑,研究其对盐渍食用菌感官的影响。[结果]悬液定量杀菌试验结果表明200～300mg/L的ClO2作用30min,对产气荚膜梭菌的芽胞的杀灭绝对值可达4以上。人工模拟样品实验结果表明,ClO2浓度在400mg/L,作用30min,杀灭绝对值可达到4以上。感官试验结果表明ClO2浓度低于300mg/L,对盐渍滑子蘑感官影响不大。[结论]ClO2消毒剂可应用于盐渍食用菌中,以控制和消除厌氧亚硫酸盐还原梭菌的污染。

用极化曲线法研究硫酸盐还原菌厌氧腐蚀

本文采用极化曲线法研究了油田水中硫酸盐还原菌(SRB)导致的钢铁厌氧腐浊以及某些因素的影响.实验中采用了含Fe^(2+)或不含Fe^(2+)以及合SO_4^(2-)或不含SO_4^(2-)的培养基.实验表明,Fe^(2+),S^(2-),FeS以及SO_4^(2-)等添加物会促进碳钢的SRB腐蚀.它们对腐蚀的主要作用是促进了腐蚀反应的阴极去极化.Fe^(2+)的显著影响还包括促进SRB的生长繁殖及磷代谢.

水中还原亚硫酸盐厌氧芽胞菌的检测

目的检测水中还原亚硫酸盐厌氧芽胞菌。方法先进行胞子形成试验,再进行还原性培养观察颜色变化,培养基颜色变黑则表示亚硫酸钠被还原,可判定厌氧芽胞菌阳性。结果对纯净水、矿泉水、二次供水、水源水、游泳池水以及空调冷凝水54份水样中进行了测定,在检测的7份水源水中有5份检出还原亚硫酸盐厌氧芽胞菌,其他均未检出,检出率为9.2%。结论开展还原亚硫酸盐厌氧芽胞菌的检测,可有助于及时预测各种水质污染情况,为预防和控制水质污染提供依据。

硫酸盐还原菌厌氧生物法处理脱硫废水研究

在升流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,UASB)中,利用硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)厌氧生物法处理脱硫废水。结果表明,温度为35℃,水利停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)为12h,ρ(COD)/ρ(SO2-4)比为3,进水pH为6.5为SRB厌氧生物法处理脱硫废水的最佳工艺参数。SRB对酸性废水具有较强的耐受性,pH≥4.0的脱硫废水可由SRB厌氧生物法直接进行处理。SRB厌氧体系具有较强的SO2-4生物还原能力,控制SO2-4负荷小于6kg/(m3·d)时,SO2-4去除率在84%以上,相应的COD利用率在81%以上。SRB厌氧生物法对脱硫废水具有稳定的处理效果,反应体系在弱酸性、高负荷条件下连续运行30d,SO2-4平均还原率为82%,COD平均利用率为78%,出水pH值在6.3以上。

利用小空间厌氧移动床还原硫酸盐的试验研究

为了强化硫酸盐还原反应器的还原效能,利用小空间厌氧移动床生物膜反应器,研究了反应温度、进水p H、水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）、ρ（COD）/ρ（SO2-4）和回流比对SO2-4还原效果的影响,从而考察反应器还原SO2-4的效能及在高负荷条件下稳定运行状况.研究结果表明：温度35℃、进水p H=7.0、ρ（COD）/ρ（SO2-4）=2.5、HRT=8 h和回流比=4∶1为反应器运行的最佳工况条件;进水SO2-4质量浓度在1 500~2 500 mg/L时,SO2-4的还原率保持在78.77%~88.89%,SO2-4的还原速率最高达5.90 kg/（m3·d）,表明反应器具有较强的SO2-4还原能力;在进水SO2-4质量浓度为2 250 mg/L左右时,连续运行20 d,SO2-4还原率达87.13%并能稳定运行.

不同氮硫浓度及氮硫比对硫酸盐还原厌氧氨氧化脱氮效果的影响

该研究在硫酸盐还原厌氧氨氧化(Sulfate-Reducing Anaerobic Ammonium Oxidation,SRAO)脱氮工艺的基础上,探究了SO42-浓度在100 mg/L的条件下,控制NH4+的投加量在不同N/S(NH_(4)^(+)-N/SO_(4)^(2-))浓度比下ASBR(Anaerobic Sequencing Batch Reactor)反应器的运行效果及其脱氮性能。N/S从1.0增大到3.0时,ASBR中氨氮的平均去除率从78.5%增加到94.4%,但体系内SAD(Sulfur Autotrophic Denitrification)菌的丰度及活性未受到明显抑制,SRAO作用和ANAMMOX(Anaerobic Ammonia Oxidation)作用始终是ASBR脱氮的主要途径。当N/S的浓度比由3.0增至4.0时,ASBR中氨氮的平均去除率由94.4%下降为69.2%。这表明随着N/S的增大,体系内ANAMMOX菌和SRAO菌活性的降低,抑制了体系脱氮性能。这时SAD菌的丰度及活性略有增加。硫的去除率随N/S比的变化趋势和总氮的去除规律类似,在N/S=3.0时达到最大74.2%。结合高通量测序结果,说明不同N/S下的脱氮微生物优势菌群会不断变化,改变体系脱氮除硫性能。

硫酸盐还原条件下水稻土中六氯乙烷厌氧脱氯的研究

通过在实验室模拟不同的环境条件,研究常用有机氯化合物——六氯乙烷(HCE)在水稻土中的降解及硫酸盐对水稻土硫酸盐还原菌厌氧脱氯的贡献。结果表明:HCE的降解速率随土壤中HCE起始浓度增加而增加,达到一定质量浓度(≥60 mg·kg-1)后,则随HCE起始浓度增加而降低;HCE在土壤中降解时,生物降解占较大比例;土壤硫酸盐含量的增加提高了硫酸盐还原菌活性,加快了HCE的降解,但过量的硫酸盐(≥60 mg·kg-1)则不利于硫酸盐还原菌的生长和HCE的降解;加入硫酸盐和HCE 21 d后,土壤中pH、Eh值达到硫酸盐还原菌适宜生长值,此时硫酸盐还原菌活性也达到最大,而后变化不明显。通过试验初步得出,可以通过控制土壤的pH值、Eh值或添加适量浓度硫酸盐等方法加速HCE的降解,以降低其对土壤和水体产生的环境风险。

中性厌氧环境中硫酸盐还原菌导致锌的腐蚀行为研究

以锌为研究对象,使用表面表征方法和电化学测试,研究了一个培养周期内硫酸盐还原菌(Sulfatereducing bacteria,SRB)Desulfovibrio vulgaris(D.vulgaris)引起锌(Zn)试样腐蚀行为的影响。实验结果表明,SRB导致Zn试样发生了严重的均匀腐蚀和点蚀。浸泡7天后,SRB体系中的Zn试样平均失重为32.2 mg/cm^2,是无菌培养基中试样平均失重的42倍,腐蚀产物主要为ZnS。生物膜和腐蚀产物膜的累积在培养初期可以减缓金属基体与溶液界面的电子传输过程,导致腐蚀速率减缓。培养中后期,由于生物膜和腐蚀产物膜的阻隔作用,导致混合膜层底部有机碳源缺乏,SRB转向Zn获取自身所需电子,表现为腐蚀速率上升。

厌氧菌对化石燃料中有机硫的还原降解

对硫酸盐还原菌D.desulfuricansM6及模型化合物和原油的脱硫活性。苯并噻吩脱硫率高达96%,硫醇低于10%。一些模型化合物的降解受到正十二烷的抑制,石油重馏分的脱硫率高于原油和轻馏分。在微生物还原降解模式中,与脂肪族含硫化合物相比,芳香含硫化合物中的碳硫键易于受到攻击而降解,某些石油样品的低脱硫率源于样品中硫的赋存形态。介绍了DesulfomicrobiumescambiuK114和Desulfovibriolonggreachill213及其同生群在仅有氮气的环境中对模型物的还原降解。

厌氧条件下硫酸盐废水中硫化物生成的影响因素

采用实验室模拟废水进行实验,研究了硫酸盐转化为硫化物的条件,包括厌氧环境中有菌和无菌情况下硫酸盐（SO42-）的浓度,反应时间,pH和温度对转化结果的影响,以出水硫化物的生成量为测定指标.得出结论：废水中硫酸盐含量为1 500 mg·L-1,时间36 h,pH介于6.8～7.0,温度在30～35℃之间,硫酸盐还原菌（Sulfate reducing bacteria,SRB）的生长活性较高,硫化物的生成量最大,为14.6 mg·L-1.

厌氧复合床反应器处理高浓度硫酸盐有机废水

通过对硫酸盐还原菌与产甲烷菌的竞争机制、硫酸盐还原产物的影响以及反应器运行性能等方面的研究,认为厌氧复合床反应器处理高硫酸盐有机废水是可行的。当进水硫酸盐质量浓度为1000～1600mg/L时,即SO42-容积负荷为1～1.6kg/(m3·d)时,出水硫酸盐质量浓度为140mg/L左右,平均去除率为88.6%。

厌氧膨胀颗粒污泥床生物膜反应器同步产甲烷-硫酸盐还原的快速启动

采用新型厌氧膨胀颗粒污泥床生物膜反应器(EGSBBR)处理含硫酸盐有机废水。在不添加硫酸盐的条件下,运行30 d后系统产甲烷成功启动;随后逐步提高硫酸盐质量浓度至100 mg/L,运行71 d后系统COD去除率和SO;去除率分别达98.1%和74.7%,甲烷产生量为470.7 mL/d,成功实现了同步产甲烷-硫酸盐还原耦合过程。反应器中污泥和生物膜的胞外聚合物(EPS)特性与甲烷生成量、SO;去除率具有直接关联。高通量测序发现体系内甲烷丝菌(Methanothrix sp.)等产甲烷菌和脱硫弧菌(Desulfovibrio sp.)、硫磺单胞菌(Sulfurospirillum sp.)等硫酸盐还原菌优势共存。