硫酸盐还原菌的污染与防治方法

硫酸盐还原菌 ( Sulphate-Reducing Bacteria,简称SRB)是一群严格厌氧的异养型微生物 ,其分布遍及全球 ,主要存在于水体的深部和浅部、下水道和油田等处 ,它们与石油、煤炭矿藏有关 ;它们在生态环境中的广泛分布及其特殊的代谢活动对人类环境和国民经济产生明显的影响 ,人们对此越来越重视 ,对 SRB的研究也在不断深入。在环境科学的研究中 ,SRB在水处理 (特别是厌氧处理工艺 )中的应用已有报道[1 ] ,而对 SBR引起的污染与防治办法却鲜见报道。本文拟对此进行介绍。1　对水体的污染与防治1 .1　对水体的污染SRB对水体的污染是由有机…     

混合硫酸盐还原菌代谢过程的影响因素

采用间歇实验,研究不同初始pH、Fe2+投加量、COD/SO24-及NO3-/SO24-比值等因素对SRB还原硫酸盐效果与速率的影响。实验结果表明:中性条件下(pH=7),硫酸盐的去除效果最佳,去除率达到84.66%,还原速率为15.07 mg/(L.h),在初始pH为4～9的范围内,体系具有较好的缓冲能力;当COD/SO24-比值为3时,反应209 h,硫酸盐去除率为85.33%,还原速率为8.16 mg/(L.h),随着反应的进行,体系的pH趋于中性;当溶液中有亚铁离子存在,且浓度为0～200 mg/L时可促进硫酸盐还原菌的生长,提高其对硫酸盐的去除率;NO3-对硫酸盐的还原有明显的抑制作用。     

硫酸盐还原菌和酸性矿山废水的生物处理

本文论述了硫酸盐还原菌的代谢和所需要的碳源以及硫酸盐还原的影响因素和生物处理酸性矿山废水的研究进展。     

共存离子对硫酸盐还原菌（SRB）处理含铬废水的影响研究

报道了用硫酸盐还原菌（ＳＲＢ）处理含铬（ＶＩ）废水时，共存离子Ｓｒ＾２＋，Ｃｄ＾２＋，Ｚｎ＾２＋，ＵＯ＾２＋２，Ａｇ＾＋和Ｃｌ＾－，ＳＯ２－４，ＣＯ＾２－３，ＳｉＦ＾２－６，ＥＤＴＡ柠檬酸根等存在的时的影响，在铬（ＶＩ）为５０μｇ／ｍＬ，菌量一定的条件下，铬的去除率可达８５％以上，共存离子与铬（ＶＩ）的摩尔比为４时影响较为显著，Ｃｄ＾２＋和Ａｇ＾＋使铬的去除量降低，ＵＯ＾２＋２，Ｓｒ＾２＋，Ｚｎ＾     

硫酸盐还原菌和酸性矿山废水的生物处理

本文论述了硫酸盐还原菌的代谢和所需要的碳源以及硫酸盐还原的影响因素和生物处理酸性矿山废水的研究进展.     

玉米芯为碳源固定化硫酸盐还原菌污泥代谢特性

以聚乙烯醇为包埋载体,饱和硼酸为交联剂,制作了玉米芯为内聚缓释碳源的固定化硫酸盐还原菌污泥颗粒。通过厌氧批实验研究了在模拟酸性矿山废水(AMD)条件下玉米芯含量、初始SO2-4和Mn2+负荷以及p H对固定化颗粒代谢特性的影响,初步分析了固定化颗粒处理AMD的机理及可行性。实验结果表明,玉米芯在微生物作用下快速水解并产生有机物累积后,固定化颗粒才能迅速还原SO2-4,且玉米芯含量≤5%时硫酸盐还原率与玉米芯含量成正相关,玉米芯的水解会略微降低体系的p H;初始SO2-4浓度通过改变体系中COD/SO2-4和颗粒内外的浓度差影响固定化颗粒的代谢过程,而对玉米芯水解的影响不显著。初始p H为2~6和Mn2+浓度≤55 mg/L时对固定化颗粒活性抑制作用不明显,初始p H越低越利于玉米芯的水解和颗粒形成良好的孔隙结构;颗粒对Mn2+的去除机理是一种不依赖微生物活性的快速化学吸附作用,可用伪二级动力学模型描述吸附过程(R2=0.995)。     

硫酸盐还原菌污泥固定化特性

采用玉米芯为碳源,聚乙烯醇(PVA)为包埋载体,饱和硼酸(H3BO3)为交联剂,研究了硫酸盐还原菌污泥(SRBS)、铁屑、麦饭石共固处理合成煤矿酸性废水的最优配比与机理,并分析了固定化过程中小球稳定性及活性的变化规律。实验结果表明,SRBS投加量是影响处理效果的最显著因子,当投加30%SRBS、2%铁屑、3%麦饭石时SO42-、Mn2+去除率分别为94.13%和84.39%,溶液pH为7.03,未检测出Fe2+;随着交联时间的延长,小球膨胀率及SO42-还原率分别呈线性与指数下降,从保持小球稳定性与活性角度考虑,可将交联时间设定为4~8 h;该法可为市政污泥的处置以及生物法处理煤矿酸性废水的工程应用提供技术参考。     

硫酸盐还原菌SRB除砷的影响因素

环境中砷的存在往往对人类健康产生不利影响,从而一直受到人们的广泛关注。在厌氧条件下硫酸盐还原菌(SRB)利用有机物还原硫酸根生成硫化物,进一步通过硫化物与溶液中砷反应产生沉淀从而实现砷的最终去除。为了探讨不同因素对SRB除砷的影响,该实验研究了在不同初始pH值、碳源和初始砷浓度条件下的SRB活性及其对砷的去除效果。提取在UASB反应器中长期驯化的富含SRB的厌氧污泥进行批次实验。研究表明,在选取乳酸、乙酸、葡萄糖作为不同外加碳源的对比实验中,微生物利用乳酸作为基质反应相对缓慢(COD分解速率低),SRB具有较高的反应活性(对硫酸根去除率最高),同时保持较好的砷去除率(大约60%);SRB利用不同有机物反应过程中产生碱度导致系统内pH逐渐升高,其中以乳酸作为碳源时系统内pH升高到8.5左右;随着初始pH的升高,砷的去除效果降低,硫化砷沉淀在弱酸性条件下更易稳定存在;随着初始砷浓度的增加,SRB的活性受到抑制,当初始砷浓度达到40 mg·L-1时,SRB基本失去反应活性;利用驯化污泥除砷过程中,部分砷价态发生了变化。     

硫酸盐还原菌对重金属污染土壤的处理研究

讨论了不同重金属污染物和浓度、反应时间、温度条件对硫酸盐还原菌(SRB)去除土壤中Cu2+和Cd2+的影响.结果表明:(1)SRB代谢SO2-4的能力受重金属离子抑制,当Cu2+从5 mg/L提高至10 mg/L时,SO2-4去除率从90％ 以上明显降低至59.2％,Cd2+的抑制作用更强.(2)SRB对中低强度污染土...     

微氧环境下无色硫细菌和硫酸盐还原菌脱硫

通过间歇曝气形成微氧环境让SRB和CSB实现共生,使含硫酸盐有机废水中硫酸根最终转化成单质硫达到脱硫目的.研究考察了曝气量对SRB还原和CSB氧化的影响,确定了合适的曝气强度和水力停留时间,使得单质硫占系统内总硫比值最大.实验结果显示,在进水COD/SO42-=2000/1500 mg/L、曝气开关时间为2 s/2 min、生化时间为10 h时,单质硫产率最大,为89.53％,SO42-浓度降至最低值72.7 mg/L,还原率达95.1％,此时脱硫效果较好.     

硫酸盐还原菌落活性的研究

从广州某污水处理厂采取含硫酸盐还原菌（SRB）的污泥,经富集培养、驯化,研究该硫酸盐还原菌（SRB）在pH值为7．5、30℃的完全厌氧环境中,使硫酸盐转化的效率。试验证明,经过富集、驯化后的硫酸盐还原菌,在1～2h内生长最快,硫酸盐还原效率最高,经过3h左右,硫酸盐还原率可达到93．8％。     

反硝化细菌对硫酸盐还原菌的竞争抑制研究

以从大庆油田采出水中筛选到的硫酸盐还原菌SRB-2和反硝化细菌DNB-1为目的菌,考察两者之间的竞争抑制关系,以及添加营养物质的种类和浓度对SRB2数量及产H2S活性的影响。结果表明,当体系中硝酸盐浓度为0.5 g/L或亚硝酸盐浓度为0.1~0.5 g/L 时,DNB-1就能够有效降低SRB-2活性,抑制H₂S的产生,抑制时间10 d以上,H₂S产生可以减少85%以上;当体系中硝酸盐浓度为0.1~0.25 g/L时,在10 d内DNB-1对SRB-2活性和产H2S活性也有较好的抑制效果,H₂S产生减少65%左右;亚硝酸盐对SRB-2生长的抑制作用好于硝酸盐。     

干式厌氧消化过程挥发酸对硫酸盐还原菌的影响

在牛粪干式厌氧消化过程中,通过添加不同挥发酸(乙酸、丙酸、丁酸),考察消化稳定阶段,挥发性脂肪酸的分布特征,挥发性脂肪酸酸组成变化对硫酸盐还原菌(SRB)的影响,微生物种群组成和种群间关系。实验结果表明,挥发性脂肪酸对SRB还原速率的贡献依次为:丙酸丁酸乙酸。相比乙酸和丁酸,添加一定量的丙酸,更有利于激活SRB的活性,从而加强SRB与产甲烷菌(MB)的种间协同,保证厌氧系统的稳定运行。     

硫酸盐还原菌包埋固定化及微生物群落分析

为实现硫酸盐还原菌(SRB)批量富集培养与包埋技术的工业化应用,采用纤维丝挂膜方式进行SRB的批量富集培养,以高通量测序方法分析SRB培养前后微生物种群变化,并采用生物包埋技术对富集后的厌氧污泥进行包埋;研究了SRB纤维丝填料、包埋填料活性恢复过程及对高浓度硫酸盐的去除情况;探讨了饥饿环境对于该包埋填料的影响。结果表明：采用间歇运行的小空间厌氧移动床进行SRB的培养,历时50 d,硫酸盐去除率最终稳定在80%以上;富集后的硫酸盐还原功能菌Desulfomicrobium比例由36.06%上升至58.68%,还原速率由49.32 mg·(L·h)⁻¹上升至338.7 mg·(L·h)⁻¹;采用聚乙烯醇(PVA)制作了SRB生物活性包埋填料,在包埋填料填充率为20%情况下,包埋填料对硫酸盐的去除效率最高可达91.96%;经15 d的饥饿环境后,对SRB包埋填料进行短期恢复,即可实现重复利用。该包埋填料具有良好的硫酸盐还原性能和恢复性能,为其工业化应用提供技术参考。     

硫酸盐生物还原过程中涉硫组分代谢特性

通过硫酸盐生化代谢过程中涉硫组分（SO42-、SO32-、H2S、S2-、S2O32-、微生物含硫）等代谢特性模式研究,揭示了代谢过程中的主要限速步骤及过程代谢产物演替规律。SRB还原过程中限速步骤主要为亚硫酸根转化为硫化氢的过程,利用氮气吹脱硫化氢后,反应终点时各涉硫组分占总硫的51.38%,硫离子的量增加了2.09倍,硫酸根的去除率从83.5%提高到91.24%,亚硫酸根浓度呈现出降低的趋势;pH明显上升,并最终达到8.31,而无吹脱硫化氢的反应器最终pH为6.87。反应器中脱硫弧菌为优势菌,硫化氢被吹脱后,微生物在目、科、属水平上优势菌得到提高,硫化氢的存在抑制了优势菌的增殖。     

pH、温度及初始铊浓度对硫酸盐还原菌脱铊的影响

环境因素对硫酸盐还原菌除铊效果具有较大的影响。在对上流式厌氧污泥床污泥中分离纯化得到的硫酸盐还原菌进行初步鉴定的基础上,探讨pH、温度以及初始铊浓度对硫酸盐还原菌除铊效果的影响。实验结果表明,3株耐铊硫酸盐还原菌生长的反应适宜pH为6.0,该pH环境下3个菌株的铊去除率分别为96.71%、97%和96.23%;最适温度在28~32℃范围内,此条件下3株菌株对铊的去除率分别高达93.11%、91.84%和92.83%;初始低浓度铊对菌株除铊效果影响较小,3株菌株除铊率均达到99.4%以上。对反应过程中的pH、温度以及初始铊浓度进行调节,对于改善硫酸盐还原菌去除铊污染效果具有重要意义。     

反硝化抑制石油集输系统中硫酸盐还原菌的现场实验

针对长庆油田采油四厂艾家湾作业区集输系统中硫化氢气体浓度较高的问题,采用生物竞争抑制技术对该石油集输系统中H2S进行了处理和现场实验研究。研究结果表明,采用单井生物前端抑制可以使集输系统中沉降罐、污水罐中H2S气体浓度由最初的268mg／m^3降低至《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2—2002）要求的10mg／m^3以下。在实验周期内,系统中的反硝化细菌的数量随加药时间的延长逐渐增加,从最初的3000cfu／100mL增加至600000cfu／100mL,而此时系统内的ORP值由硫酸盐还原菌生存的最佳微环境（-300～-350mV）升高至反硝化细菌生存的最佳微环境（-50--100mV）。16SrDNA测序结果表明,反硝化微生物种群和数量增长很快,并得到适宜于艾家湾作业区集输系统中硫酸盐还原菌抑制的反硝化微生物主要是耐盐芽孢杆菌、产碱假单胞菌和奈瑟菌。完善了集输系统中硫酸盐还原菌次生H2S的生物抑制技术,证实了处理技术与实施工艺的可行性。     

排水管道中硫酸盐还原菌与产甲烷菌的竞争与调控

城市排水管道生物膜及底泥中存在着复杂的菌群及其相互作用,可产生H2S、CH4等多种有毒有害气体,造成管道腐蚀,危害城市管网安全。在总结2种关键微生物菌群―硫酸盐还原菌（SRB）与产甲烷菌（MA）的分类、代谢机理及两者在产气反应过程中的底物竞争关系的基础上,阐述了SRB、MA在排水管道微环境中的分层分布特征,重点梳理与分析了SRB、MA的调控因素及方法。由于SRB、MA对于不同抑制剂的耐受性不同,且处于生物膜内部的菌群会受到传质阻力的保护作用,因此,控制H2S时须增加抑制剂的单次投加量,对于CH4,则须延长抑制剂的投加周期。研究为今后开展管网废气控制提供了微生物学理论基础,并为城市管网防腐及维护提供了具体的调控依据。     

硝基苯对硫酸盐还原过程的影响

为了探明硝基苯(NB)对硫酸盐还原的影响,揭示相关过程机制,采用以丙酸盐为碳源和电子供体的序批式厌氧反应系统(水力停留时间为33 h),考察了碳硫比为0.63～5.0,NB浓度为2.5～50 mg/L条件下,系统的硫酸盐还原效能。研究结果表明,NB对硫酸盐还原过程存在抑制作用,当系统NB进水浓度低于30 mg/L时,NB对硫酸盐还原过程抑制并不显著,但当进水NB浓度达50 mg/L时,硫酸盐还原率由近100%迅速降至17%。对比实验结果进一步表明,NB初始浓度为16.5 mg/L条件下,硫酸盐的比还原速率和丙酸的比消耗速率分别为对照组的63%和52%。硫酸盐还原的抑制主要源自NB及其还原产物苯胺(AN)的生物毒性,但上述抑制作用可逆。     

pH、盐度对微生物还原硫酸盐的影响研究

采用厌氧生物处理工艺,研究了在不同盐度下pH连续降低对硫酸盐还原和有机物去除率的影响。实验结果表明,硫酸盐还原菌有很强的适应pH变化的能力,在pH值达到4以下仍有60％的硫酸盐去除率。NaCl浓度由4g／L增加到50g／L抑制了各厌氧菌的活性,导致硫酸盐和有机物去除率的下降,但硫酸盐还原菌耐受性高于产甲烷菌等其他厌氧菌,在NaCl浓度为50g／L下,硫酸盐去除率能达到50％,而有机物去除率则低于30％。qRT—PCR表明了系统菌落中SRB随着环境的变化情况与化学指标结果相一致,该反应器体系中SRB在整个厌氧菌群落中只占了很小部分。