产酸-硫酸盐还原系统中产酸菌的发酵类型及其与SRB的协同作用

通过间歇实验和连续流试验 ,探讨了利用产酸相处理硫酸盐有机废水时产酸菌 (AB)的主要发酵类型、硫酸盐还原菌(SRB)对底物的利用规律以及系统中这两大菌群间的协同关系 .间歇实验结果表明 ,AB的液相末端产物中乙醇占 3 5 6 %、乙酸占 3 7 7% ,同时有氢气产生 ,属于乙醇型发酵类型 .SRB容易利用的底物为氢气、乙醇和乳酸 ,不易利用乙酸、丙酸和丁酸 .SRB将乙醇转化为乙酸 ,而乙酸极少被继续转化 ,导致反应器内出现乙酸积累现象 .连续流试验结果表明 ,系统中硫酸根还原效果与产酸菌和硫酸盐还原菌的协同作用状态密切相关 :当产酸菌和硫酸盐还原菌处于较好的协同作用状态时 ,系统对硫酸根的转化率较高 ;反之则使硫酸根的转化率降低     

微氧水解酸化处理石化废水的生物降解特性

本研究采用微氧水解酸化技术处理石化废水,以抑制硫酸盐的还原,减少硫化氢的产生.同时,通过与厌氧水解酸化的对比试验,研究了微氧水解酸化的生物降解特性.微氧反应器的ORP控制在(-290±71)m V,厌氧反应器的ORP为(-398±31)m V.反应器运行近7个月的结果表明,在进水COD为202~514 mg·L-1、硫酸根浓度为350~650 mg·L-1及HRT为12 h时,微氧水解酸化反应器COD的平均去除率为31.2%,高于厌氧水解酸化的26.4%.厌氧出水的VFA浓度((2.34±0.60)mmol·L-1)高于微氧出水((1.89±0.48)mmol·L-1).微氧出水的平均比紫外吸收值(UV254/DOC)为0.017,显著低于厌氧出水(0.025),表明微氧环境可以提高兼性水解酸化菌的生理代谢功能,强化难降解芳香有机物和含共轭双键大分子化合物的去除.微氧水解酸化出水的硫离子浓度((0.11±0.04)mg·L-1)显著低于厌氧出水((1.27±1.22)mg·L-1).454焦磷酸测序结果表明:微氧水解酸化菌群中,变形菌门、绿弯菌门和放线菌门菌群丰度(所占比例分别为39.7%、20.3%、1.9%)高于厌氧水解酸化菌群(分别为36.9%、17.5%、1.3%),对难降解大分子有机物的去除效果好;厌氧水解酸化菌群中拟杆菌门和酸杆菌门所占比例较大,酸化效果更好.在属的水平上,微氧水解酸化污泥中鉴定出的硫酸盐还原菌的种群多样性和丰度均低于厌氧污泥,这与其出水较低的硫离子浓度一致,表明微氧环境能够有效抑制硫酸盐还原菌的活性.上述研究结果表明,微氧水解酸化是一种很有前途的石化废水预处理技术.     

重金属对硫酸盐还原菌影响

含重金属硫酸盐废水是我国工业水污染的突出问题,利用硫酸盐还原菌的生物去除重金属的方法具有投资少、成本低、能耗少、去除率高,没有二次污染等优点而成为研究的热点。文章以混合培混养物作为接种污泥,考察不同浓度的重金属离子(Cu2+、Cd2+、Ni2+、Hg2+)对硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria,SRB)的抑制作用。研究表明:10 mg/L的Cu2+、Cd2+和20 mg/L的Hg2+对SRB还原硫酸盐的影响较小,硫酸盐最大去除率可分别达到94.1%、94.6%、91.3%,与空白(93.9%)相近;20 mg/L的Cu2+对SRB的抑制最为强烈,硫酸盐最大还原率仅为48.2%,剩余金属离子(Cd2+、Ni2+、Hg2+)都分别随着浓度的增大而对SRB的抑制作用增强;相同浓度的重金属离子对SRB的抑制顺序为Ni2+>Cu2+>Cd2+>Hg2+,抑制浓度分别为10、20、30、60 mg/L。最后阐述了各个反应器中硫酸盐还原率最大时,(WCOD/WSO42-)与硫酸盐还原率的关系。     

硫酸盐还原菌促进市政污泥厌氧发酵产乙酸

添加各浓度钼酸盐考察不同抑制水平下硫酸盐还原菌(SRB)对市政污泥发酵产酸的作用. 结果表明:在有硫酸盐存在时,未抑制SRB体系中ρ(乙酸)占ρ(总VFAs)的比例可达83%,无丙酸、丁酸积累;而在SRB高抑制水平体系中,ρ(乙酸)只占约40%. 随后以未添加硫酸盐体系为对照,研究了硫酸盐投加方式及在发酵中后期抑制SRB对产物中挥发性脂肪酸(VFAs)成分及其浓度的影响;同时,通过对dsrA酶的编码基因含量定量分析发现,随着硫酸盐的加入,SRB数量速增,产物中丙酸、丁酸先后转化为乙酸,且ρ(乙酸)占ρ(总VFAs)的比例可达90%以上. 添加SRB可作为实现污泥发酵定向累积乙酸的调控手段.      

COD/SO2-4值对硫酸盐还原率的影响

研究利用UASB反应器考察了COD和硫酸盐浓度的比值对硫酸盐还原的影响,同时分析了硫酸盐还原菌和产甲烷菌对COD的竞争情况.发现在HRT为3.8h,SO2-4负荷为6～7kg·(m3·d)-1,SO2-4浓度为1000mg·L-1条件下:①在COD不足时,SRB与MPB在竞争中占微弱优势;对于产甲烷活性比较好的厌氧污泥要经过较长的时间,SRB才能确立优势菌种的地位.②COD/SO2-4比值决定了SO2-4的去除率.比值等于2时,SO2-4的还原率在95%以上;当比值为1.5时,SO2-4还原率为75%;当比值为1时,SO2-4的还原率为60%.     

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50%～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,对提高硫酸盐废水处理系统的效率和运行稳定性具有重要意义.     

高硫酸盐难降解废水高温厌氧处理中限量曝气的应用及影响

由于硫酸盐还原的影响,普通高温UASB反应器处理亚硫酸盐纸浆厂排出的高硫酸盐难降解废水过程中甲烷菌活性受到了严重抑制.考虑到空气对硫化氢的吹脱和对硫化物的氧化作用可能减轻硫化物对甲烷菌的抑制,本研究在厌氧反应器中引入限量曝气措施.试验结果表明,反应器的运行稳定性和处理能力均得到大幅提高.在有机负荷提高到原来2倍的情况下,曝气后COD去除率仍有提高,从40%～50%提高到60%～70%.试验证明部分甲烷菌可以耐氧,而某些种类的水解酸化细菌则对不完全厌氧环境比较敏感.     

高硫酸盐难降解废水高温厌氧处理中限量曝气的应用及影响

由于硫酸盐还原的影响,普通高温UASB反应器处理亚硫酸盐纸浆厂排出的高硫酸盐难降解废水过程中甲烷菌活性受到了严重抑制.考虑到空气对硫化氢的吹脱和对硫化物的氧化作用可能减轻硫化物对甲烷菌的抑制,本研究在厌氧反应器中引入限量曝气措施.试验结果表明,反应器的运行稳定性和处理能力均得到大幅提高.在有机负荷提高到原来2倍的情况下,曝气后COD去除率仍有提高,从40%～50%提高到60%～70%.试验证明部分甲烷菌可以耐氧,而某些种类的水解酸化细菌则对不完全厌氧环境比较敏感.     

糖蜜酒精废水微氧厌氧生物脱硫

糖蜜酒精废水属于富含硫酸盐的高浓度有机废水,采用微氧厌氧生物脱硫技术进行处理。在同一反应器中先利用硫酸盐还原菌(SRB)将糖蜜酒精废水中的硫酸盐还原为硫化物,然后利用无色硫细菌(CSB)在微氧状态下将硫酸盐还原产物———硫化物氧化成硫单质,消除了硫化物对产甲烷菌的毒害作用。研究结果表明,此工艺脱硫效果显著。     

生物硫铁复合材料处理含铬废水及铬资源化研究

研究了由硫酸盐还原菌(SRB)与其原位生成的纳米硫铁化合物组成的生物硫铁复合材料(生物硫铁)的耐铬性能和再生性能,并利用其再生特性,设计了处理高浓度含铬废水及铬资源化的还原-再生循环处理工艺.结果表明,生物硫铁处理含铬废水后,污泥中的SRB仍具有活性,能以反应产物Fe3+和S单质为电子受体,重新生成生物硫铁;而且SRB在Cr(VI)浓度600mg/L的废水中仍能存活并逐渐将Cr(VI)去除.还原-再生循环处理工艺处理含铬废水结果表明,出水Cr(VI)低于0.019mg/L,总Cr低于0.929mg/L,能达标排放.经10个循环处理后污泥中铬(Cr2O3)含量达到40.47%,铬铁比达到6.98,污泥达到冶金级(湿法冶炼铬)铬矿标准和化工级铬矿标准,可资源化利用.     

含铊酸性废水启动硫酸盐还原生物反应器研究

含铊酸性废水对人体健康构成严重威胁。试验研究了采用硫酸盐还原生物反应器处理含铊酸性废水的可行性。试验结果表明,采用高负荷培养法可在136天成功启动硫酸盐还原生物反应器。反应器在活性迟滞阶段、活性提高阶段和活性稳定阶段三个阶段对硫酸盐的去除率分别为25.21%、61.08%和93.39%。反应器对COD的处理效果则欠佳,活性稳定后反应器对COD的去除率也仅有26.12%。反应器对铊具有较好的处理效果,平均去除率为97.97%。反应器COD去除量与硫酸盐去除量的比值随着反应器启动进程的推进比值逐渐缩小,且趋于稳定,去除量比值和反应器脱硫效能具有正相关性。     

COD/SO_4~(2-)值对硫酸盐还原率的影响

研究利用 UASB反应器考察了 COD和硫酸盐浓度的比值对硫酸盐还原的影响 ,同时分析了硫酸盐还原菌和产甲烷菌对COD的竞争情况 .发现在 HRT为 3.8h,SO2 -4 负荷为 6～ 7kg· ( m3· d) - 1 ,SO2 -4 浓度为 1 0 0 0 mg· L- 1 条件下 :1在 COD不足时 ,SRB与 MPB在竞争中占微弱优势 ;对于产甲烷活性比较好的厌氧污泥要经过较长的时间 ,SRB才能确立优势菌种的地位 .2 COD/ SO2 -4 比值决定了 SO2 -4 的去除率 .比值等于 2时 ,SO2 -4 的还原率在 95%以上 ;当比值为 1 .5时 ,SO2 -4 还原率为 75% ;当比值为 1时 ,SO2 -4 的还原率为 60 % .     

反硝化抑制硫酸盐还原的工艺特性

本实验通过建立一套两级串联UASB反应器研究油田集输系统及高含盐量废水中反硝化抑制硫酸盐还原的工艺处理特性,并在工艺稳定运行后对形成的颗粒污泥性状及微生物特性进行研究.结果表明,添加Na NO2可促使反应体系中反硝化细菌(denitrifying bacteria,DNB)数量由7.0×103CFU·(100 m L)~(-1)增加至7.3×105CFU·(100 m L)~(-1)并保持稳定,DNB对硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)的竞争抑制作用导致SRB数量由8.0×105CFU·(100 m L)~(-1)减少,稳定至7.6×104CFU·(100 m L)~(-1),同时,硫酸盐还原过程被抑制,硫离子的抑制率不断增加,最终稳定至82%.生物量与亚硝酸盐的质量比为1 200时,反应体系对S2-的抑制率最高,达到92%,可实现较好的硫酸盐还原过程抑制效果;该工艺对其抑制率可保持在92%左右,具有较好的稳定性.形成的反硝化颗粒污泥为棕褐色,基本为椭球形和球形,表面光滑且密实.反硝化抑制前,颗粒污泥的粒径多分布于1.0~1.4 mm,平均粒径为1.17 mm,经反硝化抑制后,粒径多分布在1.2~1.6 mm,平均粒径为1.21 mm,反硝化抑制过程促进污泥粒径的小幅增加;形成的反硝化颗粒污泥平均沉速为47.6 m·h~(-1),沉降性能较好.PCR-DGGE分析结果表明,反硝化抑制作用使微生物菌种由18种减少至14种,优势菌种由4种减至3种,多样性降低,反硝化抑制前后微生物种群相似性为62.6%,种群结构发生较大改变,优势菌群由SRB演变为DNB,SRB优势菌种由4种减至2种,同种菌的丰度明显降低;反硝化抑制过程的主要功能菌为Uncultured Sulfurimonas sp.,是一种自养型反硝化细菌,与SRB抢夺电子并占优势,抑制硫酸盐还原过程及SRB生长繁殖,从而抑制硫化物的产生.     

以稻草和污泥为碳源硫酸盐还原菌处理酸性矿山排水

以污泥为硫酸盐还原菌(SRB)接种菌群,分别添加等量稻草和乙醇,研究了SRB以不同碳源处理酸性矿山排水(pH=2.5)的过程及不同碳源对硫酸盐还原和重金属去除的影响.结果表明,在无外加中和剂的情况下,污泥中的碱性物质可在反应开始的1 d内迅速中和酸性矿山排水的部分酸度,使反应体系pH值从2.5升至5.4～6.3,利于SRB的生长.污泥中含少量易被微生物分解的有机物,体系中仅含污泥时,SO24-还原率最低(65.9%).添加稻草可促进SO24-还原(79.2%),因为污泥中的水解菌加速稻草分解,为SRB提供相对充足的碳源.添加乙醇为对照试验的体系中SO24-还原率最高(97.9%).含污泥的反应体系Cu2+去除率均高于99%,SRB驯化前Cu2+的去除主要归因于污泥的吸附作用.以稻草和污泥为碳源可实现低成本酸性矿山排水处理,对矿山环境的原位修复有实际意义.     

SO_4~(2-)对SRB颗粒污泥性能的影响

文章利用取自厌氧折流板反应器中的硫酸盐还原菌(SRB)颗粒污泥,通过间歇试验,研究了不同质量浓度的SO42-对SRB颗粒污泥性能的影响。结果表明,当SO42-质量浓度为2000mg/L,COD与SO42-质量浓度的比值ω(COD)/ω(SO42-)=2时,SRB颗粒污泥的活性最高,此时系统比产甲烷活性(SMA)为406.2mL/g·d,SO42-的去除率达93.4%,Cu2+的去除效率高达97.1%,且Cu2+的去除率与SO42-的还原率呈正相关关系;而ω(COD)/ω(SO42-)=2～4时,COD去除率稳定在88.8%以上,最大去除率在ω(COD)/ω(SO42-)=2.7处。     

不同碳硫比条件下底物类型对硫酸盐去除的差异性

为探索底物和碳硫比(COD_(Cr)/SO_4~(2-))对硫酸盐去除的影响,分别以乙醇、乳酸、丙酸、丁酸、乙酸为底物,采用静态试验考察了不同COD_(Cr)/SO_4~(2-)条件下利用不同底物去除硫酸盐的差异性。结果表明,在35℃条件下,COD_(Cr)/SO_4~(2-)为2.0时,硫酸盐还原菌(SRB)对乙醇的适应性最好;COD_(Cr)/SO_4~(2-)为2.5时,以乳酸、乙醇、丙酸为底物的系统中硫酸盐去除率分别可达90.29%、81.27%和80.69%;COD_(Cr)/SO_4~(2-)为3.0也可维持较高的硫酸盐去除率,以丁酸、乙酸为底物的系统中硫酸盐去除率分别可达88.78%和73.69%。研究表明,COD_(Cr)/SO_4~(2-)对SRB可利用的底物类型影响较大,根据底物类型选择最优的COD_(Cr)/SO_4~(2-),能够显著提高硫酸盐的去除效果,可为缩短厌氧脱硫反应器的启动时间提供新的思路。     

铁元素对硫酸盐还原过程的影响及微生物群落响应

采用常规化学分析和微生物群落变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测技术,探讨投加不同价态铁元素对硫酸盐还原过程的影响以及相应的微生物群落动态响应.结果表明,反应器启动后5d内硫酸盐去除率达到80%,在此过程中群落条带逐渐减少,但与已分离的硫酸盐还原菌(SRB)菌株一致的条带并没出现;Fe³⁺的投加极显著地改变了原有的高效群落结构,硫酸盐去除率降至20%,氧化还原电位(ORP)有所上升;而Fe²⁺和Fe0的投加未改变已经形成的顶极群落结构模式,也未显著降低硫酸盐去除率,仅硫化物的浓度变化对Fe²⁺的投加有短暂的响应.     

机械、仪表工业废物处理与综合利用

X760.31200502306应用硫酸盐还原生物膜对铀进行固定化的研究=Uraniumimmobilization by sulfate-reducing biofilms[刊,英]/Haluk Beyenal…∥Environ.Sci.&Tech-nol..-2004,38(7).-2067~2074国图本研究采用硫酸盐还原细菌(SRB)Desulfovib-rio desulfuricans G20这种生物膜对六价铀[U(Ⅵ)]进行固定。此生物膜是生长在持续流动的平板反应器中,用乳酸盐作电子供体,而硫酸盐作为电子受体。在32周内,把浓度为126μM的U(Ⅵ)不断地输入到反应器中。在此实验期间内,溶液中的可溶性U(Ⅵ)被去除(为输入量的88%到96%之间),并在生物膜上被固定…     

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。     

硝酸盐抑制油田采出水中硫酸盐还原菌活性研究

硫酸盐还原菌(SRB)的生长代谢可导致油藏酸化,进而引发一系列环境和腐蚀等问题.硝酸盐(NO-3)补加及对硝酸盐还原菌(NRB)的调控是抑制SRB活性进而控制油藏酸化的重要策略.本研究从大庆油田水驱采出液中分离筛选出了1株兼性自养的NRB菌株DNB-8,并分析了在有机碳源充足的条件下不同浓度的NO-3结合使用该菌株抑制SRB富集培养物SO2-4还原活性的作用效果与机制.结果表明,浓度≤1.0 mmol·L-1的NO-3无法抑制SRB的SO2-4还原活性;NO-3浓度>1.0mmol·L-1或NO-2浓度>0.45 mmol·L-1均可有效抑制SRB的SO2-4还原活性.此时,NRB对有机碳源的竞争以及在利用NO-3的同时产生的NO-2是抑制SRB活性的主要机制.另外,大庆油田采出水中SRB富集培养物的细胞内存在异化NO-3还原生成NH+4的代谢途径(NO-2为中间产物).当NO-3浓度较高时,SRB可能通过该代谢途径减轻NO-2引起的抑制效应.