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。

The Microbial Metabolic Characteristics in the Course of Sulfate-Reduction

Acid-producing phase reactor of two-phase anaerobic treatment process has remarkable advantages treating sulfate-laden wastewater. In order to investigate SRB population's capability of utilizing substrate and the microbial acidification type formed during the course of sulfate reduction, continuous-flow and batch tests were conducted in a continuous stirred tank bio-film reactor supplied with sodium sulfate as electron acceptor. The experimental results demonstrated that the acidification type formed b...

褐煤协同球红假单胞菌固定SRB颗粒处理AMD中Fe^(2+)、Mn^(2+)试验研究

针对硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)易受高浓度重金属、低pH抑制,以及需要投加碳源材料等问题,采用微生物固定化技术,以SRB、球红假单胞菌和褐煤作为主要固定基质,制备褐煤协同球红假单胞菌固定SRB颗粒(L-P-SRB),探究L-P-SRB对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中含Fe^(2+)、Mn^(2+)和SO_(4)^(2-)的去除效果。基于还原动力学及吸附动力学结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等手段,揭示L-P-SRB处理AMD的机理。同时,探究了低温处理L-P-SRB对AMD的修复效果,为低温条件下矿区处理AMD提供一定的依据。结果表明:L-PSRB对Fe^(2+)和Mn^(2+)的去除率分别为91%和79%,吸附Fe^(2+)和Mn^(2+)的过程均符合拟一级动力学;对SO_(4)^(2-)的去除率分别达到了91.28%和81.94%,还原SO_(4)^(2-)的过程符合一级动力学。与Fe^(2+)相比,Mn^(2+)对L-P-SRB活性有一定的抑制作用。L-P-SRB能将废水中的Fe^(2+)、Mn^(2+)和SO_(4)^(2-)一次性去除,很好的解决了褐煤只能单纯吸附重金属离子和SRB需要投加碳源的问题。低温冷藏处理不会抑制L-P-SRB的活性,为一次制备多次使用提供了依据。由SEM和FT-IR检测可得,L-P-SRB在处理废水的过程中,球红假单胞菌优先发挥作用,破坏褐煤的结构,部分官能团被破坏,褐煤中的C—C、C=O以及环烃、烷烃、烯烃的侧链断裂,产生大量小分子有机物,增大了颗粒的比表面积,提高了颗粒的吸附能力。同时褐煤为SRB还原SO_(4)^(2-)提供了载体和大量的碳源,促进了SRB的生长,提高了对AMD的处理效果。

硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究进展

国内外常用的酸性矿山废水AMD的物理和化学修处理技术存在多种缺点,以硫酸盐还原菌(SRB)为主导的微生物法具有成本低、效果好及环境友好的优势,成为研究热点。文章对AMD的形成和危害进行了简要介绍,对比了常用的AMD处理技术的优缺点,重点阐述了利用SRB处理AMD的研究进展。总结了SRB处理AMD的机理、受到的影响因素和SRB固定化的方法与现状,对SRB处理AMD的未来研究趋势进行了总结和展望。

SRB-生物硫铁复合材料对废弃煤矿地下水的修复研究

酸性矿山废水(AMD)中含有高浓度的硫酸盐和金属离子,对矿山生态环境造成了严重的危害。硫酸盐还原菌(SRB)可以将SO_(4)^(2-)还原为S2-,沉淀金属离子,并生成生物硫铁,其处理效率较高。文章利用农业废弃物秸秆制备SRB的缓释碳源,考察了不同形式的碳源条件下SRB对酸性矿山废水特征污染组分的处理效果,并结合SRB原位生成的生物硫铁包覆颗粒,制备得到SRB-生物硫铁复合材料,通过批量实验和动态柱实验考查SRB-生物硫铁复合材料对高浓度模拟废水和实际矿井水的处理效果。结果显示:在pH为5.5时,将秸秆渣作为游离SRB的碳源是可行的,但与秸秆渣相比,秸秆生物炭的处理效率明显更高,将秸秆生物炭与乳酸钠结合制备的SRB碳源,激活SRB的时间更短,12 h内对SO_(4)^(2-)和Fe^(2+)的去除率分别达到了59.25%和79.56%。在此实验范围内,随着生物炭投加量的增大,去除效率逐渐提高,在pH为4.5~6.5的范围内,体系初始pH对SRB反应体系的处理效果影响不大。SRB-碳源与生物硫铁包覆颗粒结合后对高浓度的SO_(4)^(2-)和Fe^(2+)模拟废水能保持高效且持久的反应活性。动态柱实验表明SRB-生物炭-生物硫铁复合材料对酸性矿井水的特征污染指标有明显的修复效果,出水水质的大部分指标可满足地下水III类标准,运行15 d后仍能保持稳定的修复效果。

微生物法处理含铬(Ⅵ)废水的研究

采用硫酸盐还原菌处理含铬(Ⅵ)废水,研究了其去除铬(Ⅵ)的最适宜工艺条件。实验表明,该菌的适用范围广,处理含铬废水的能力强。在菌液与废液体积比为1.0:1、铬(Ⅵ)质量浓度为150mg/L条件下处理36h,铬(Ⅵ)去除率达99.9%。

硫酸盐还原过程中乙酸型代谢方式的形成及其稳定性

通过产酸脱硫反应器处理高浓度硫酸盐废水的连续流试验 ,考察了不同试验阶段硫酸盐去除率和产气量稳定期 ,液相末端产物中挥发酸组成的变化、乙酸的分布特征、微生物种群组成和种群间关系 .试验结果表明 ,各试验阶段液相末端产物中乙酸的分布比例高达 5 0 %～ 82 % ,微生物群体呈现特定的乙酸型代谢方式 .乙酸型代谢方式本质上是产酸相反应器处理硫酸盐废水过程中 ,硫酸盐还原菌 (SRB)与产酸菌 (AB)建立起生物链式协同代谢关系 ,并通过非完全氧化型方式分解有机物 ,从而在末端产物中积累大量乙酸 .乙酸型代谢方式的形成取决于利用乙酸的硫酸盐还原菌 (ASRB)的竞争能力和它对乙酸的利用能力 .乙酸型代谢方式可以为后续产甲烷相反应器提供适宜的底物 。

含硫酸盐废水处理研究现状与展望

硫酸盐废水来源广泛,对水体、土壤、植物等危害巨大。为此,综述了硫酸盐废水的来源及危害,针对硫酸盐废水处理过程中的二级抑制,介绍了近期国内外硫酸盐废水的处理工艺、硫酸盐还原菌本身的特性以及应用的研究现状。同时,分析了硫酸盐废水处理过程中,各菌种之间的协同。通过分析硫酸盐废水处理过程中碳硫比、硫酸盐负荷、硫化物、pH、ORP,铁等对硫酸盐废水处理的影响,提出了未来处理硫酸盐废水的研究方向。

单质铁强化生物还原法处理硫酸盐废水

为提高生物法处理酸性硫酸盐废水的效果,采用间歇试验对生物还原体系的特性进行了研究,重点考察了加入单质铁(Fe0)对硫酸盐还原反应的强化作用。结果表明,pH>6.5的中性偏酸环境最适合硫酸盐还原菌(SRB)的生长代谢,降低pH值会抑制反应的进行,且初始pH值越低则抑制作用越强。Fe0对硫酸盐还原过程有强化作用,可使体系承受更大的酸性负荷,并明显缩短了反应延迟期,但是对硫酸盐的还原反应速度、最终去除量和还原率几乎没有影响。废水pH值随着硫酸盐还原反应的进行而提高,经过SRB处理后最终可达7.0以上。加入Fe0的体系进行硫酸盐还原反应所消耗的COD较少,ΔCOD/ΔSO2-4为0.91～0.98。

ASBR法处理酸性钛白废水的技术研究

采用厌氧序批式反应器 (ASBR)处理高浓度硫酸盐废水 ,取得了较好的效果 模拟废水和实际钛白粉废水的试验显示 ,硫酸根离子的去除率分别达到 92 .1% ,83.5 % COD SO42 -的比值对硫酸根离子去除率有较大影响 ,比值在 2～ 3时效果最佳 该试验工艺的一个特点是采用了气循环与水循环并用的方法 ,以防止硫化氢气体对硫酸盐还原菌 (SRB)的毒害 。

硫酸盐还原菌和零价铁协同处理含铀废水

含铀废水的处理和利用微生物治理矿山废水的研究已受到环境工作者的高度重视。本工作通过柱实验研究了硫酸盐还原菌(SRB)和零价铁(ZVI)协同去除废水铀和硫酸盐等污染物的潜力。SRB+ZVI可有效去除铀矿山废水中的污染物U(Ⅵ)和SO42-,U(Ⅵ)的去除率可达99.4%,硫酸根去除率为86.2%,废水的pH可达近中性。U(Ⅵ)和硫酸根均作为硫酸盐还原菌的电子受体而通过生物还原去除。ZVI的腐蚀有利于提高废水pH和形成厌氧还原性环境,加强了SRB的生存和代谢反应,从而对SRB去除废水中U(Ⅵ)和SO42-起到协同增强作用。

含重金属离子酸性废水的厌氧生物处理

利用厌氧生物法处理含重金属离子酸性废水是一门前沿技术。阐述了利用硫酸盐还原菌 (SRB)处理此类酸性废水的有关内容 ,介绍了SRB的分类、特性及还原机理 ,重点从硫酸盐还原的必备条件 :即电子供体、电子受体、还原条件三个方面讨论了SRB还原硫酸盐的影响因素。

生物竞争技术防治油田采出水中SRB引起的腐蚀

新疆彩南油田产出水富含SRB、NRB及硫酸根离子,生产系统腐蚀严重。研究了利用SRB和NRB之间的生物竞争防止SRB引起的腐蚀的方法。在厌氧培养基中加入化学处理剂,在40℃培养7天,由N80钢片腐蚀速率确定了化学处理剂的适宜加量：现用杀菌剂（1227＋戊二醛）为80 mg/L,SRB抑制剂（硝酸铵＋亚硝酸钠）为1 mg/L,缓蚀剂ZC-503为20 mg/L。在彩南C2104井产出水样中加入1%磷酸氢二铵、0.1%酵母膏、适宜加量的一种或一组化学处理剂,在40℃密闭培养不同时间（4-96小时）后测SRB、NRB菌数和S2-浓度,培养120小时后测钢片腐蚀速率,结果如下：加入抑制剂可抑制SRB生长,促进NRB生长,防止S2-生成,使腐蚀速率由0.102 mm/a降至0.064 mm/a;加入缓蚀剂不影响两种菌的生长,可推后S2-的生成,使腐蚀速率降至0.038 mm/a;同时加入抑制剂和缓蚀剂可完全抑制SRB生长,防止S2-生成,促进NRB生长,使腐蚀速率降至0.035 mm/a。建议彩南油田生产系统采用这种低费用的生物竞争和化学缓蚀结合技术防治SRB引起的腐蚀。

共存离子对硫酸盐还原菌(SRB)还原U(VI)的影响

采用硫酸盐还原菌(SRB)生物(还原)沉淀法消除地浸含铀废水中的放射性U污染,研究了pH值、SO42-和NO3-对混合SRB菌群对地浸废水中U生物沉淀过程的影响.厌氧序批式实验结果表明,溶液pH值对U生物沉淀存在显著影响,在pH=6.0时U的沉淀率最高达99.4%,随pH值的降低其U的沉淀率也不断降低.SO42-质量浓度低于4 000 mg/L时对U生物沉淀没有影响,但超过5 000 mg/L时会产生明显的抑制作用,且抑制作用随着初始SO42-浓度的上升而加强.NO3-的存在会严重抑制SRB还原沉淀U,只有先彻底去除NO3-才能利用SRB还原沉淀U.因此,寻找分离或驯化培养出嗜酸性SRB菌群以及应用SRB和反硝化细菌(DNB)的混合菌群协同作用对酸法地浸采铀地下水进行原位生物修复具有重要意义.

利用硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水研究

以生活垃圾中温酸性发酵产物为碳源，以陶粒作为上向流厌氧生物膜填充床中的填料，小试规模研究了初级厌氧阶段利用硫酸盐还原菌处理模拟酸性矿山废水的水力停留时间、回流比、进水ＣＯＤＣｒ／ＳＯ２ －４ 浓度、进水ｐＨ 值以及温度对ＳＯ２ －４ 还原效果的影响。

硫酸盐还原菌及其在工业和矿山废水治理中的应用

介绍了硫酸盐还原菌(SRB)的分类、代谢机理和生长影响因子,并就SRB在工业废水和酸性矿山废水(AMD)的厌氧生物修复方面的研究进展进行了综述,最后提出这方面研究尚存在的问题。

变性梯度凝胶电泳在环境微生物生态学中的应用

PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)具有可靠性强、重复性好、方便快捷等优点,已被广泛应用于环境生态学中微生物群落多样性、动态性分析和功能细菌的跟踪。本文综述了PCR-DGGE技术的基本原理,不同DNA提取方法的比较,不同PCR方式的比较及其在环境生态学中研究微生物群落多样性、环境中微生物群落变化的动态监测、硝化菌-反硝化菌和硫酸还原菌(SRB)的动态分析和监测等领域中的应用,并对该技术自身存在的局限性和应用前景进行了评价。

响应曲面法优化硫酸盐还原菌处理重金属离子条件研究

为探索硫酸盐还原菌处理重金属离子的最佳工艺条件,实验采用响应曲面法,以Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+的平均去除率为响应值,运用Box-Behnken(BB)设计对影响水中重金属离子去除效果的一些关键因素进行了研究。以二次多项式回归方程预测模型为基础,得到硫酸盐还原菌处理重金属离子的最佳工艺条件:pH=7.1,培养温度为34.8℃,培养时间为5 d。初始重金属离子浓度越低,其去除率越高。在最优条件下,Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+最大去除率分别达到98.81%、93.10%、96.62%、92.73%、93.41%。实验所得数据可为硫酸盐还原菌处理酸性矿井废水重金属污染提供技术支持。

生物法处理含硫酸盐重金属废水的研究进展

基于硫酸盐还原菌(SRB)的厌氧生物技术是一项处理酸性含硫酸盐重金属废水极具潜力的技术。文章综述了厌氧生物法处理酸性含硫酸盐重金属废水的机理、重金属对生化系统中微生物及胞外聚合物的影响、生物法对硫酸盐和重金属的协同去除,提出了生物法处理该类废水目前还存在的问题及一些建议。

硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用

硫酸盐还原菌(SRB)在废水处理方面有独特的优势,在厌氧环境中能以硫酸盐作为电子受体降解有机污染物。本文阐明了SRB处理废水中污染物的机理,综述了国内外利用SRB处理重金属离子废水、含硫酸盐有机废水和酸性矿山废水的研究进展。最后总结了目前在工程应用方面尚存在的问题。