利用SRB在厭氧條件下,通過稱之為異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原為H s,H2s與廢水中的重金屬離子反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而去除重金屬離子 ,主要通過以下三種方式改善廢水質(zhì)量: 1)產(chǎn)生的硫化氫與溶解的金屬離子反應(yīng),生成不可溶的金屬硫化物從溶液中除去; 2)硫酸鹽還原一方面消耗水合氫離子,使得溶液pH值升高,金屬離子以氫氧化物形式沉淀; 3)另一方面,硫酸鹽還原反應(yīng)降低了溶液中硫酸根濃度;硫酸鹽還原反應(yīng)以有機(jī)營養(yǎng)物氧化產(chǎn)生的重碳酸鹽形式造成堿性,使水質(zhì)得到改善。 SRB 處理重金屬廢水的條件及其影響因素 1. PH 值 溶液PH 值的變化會直接影響重金屬離子在水溶液中的溶解程度和微生物細(xì)胞壁功能基團(tuán)的解離程度,從而影響了微生物對金屬離子的去除作用。SRB 生長最適PH 值一般在中性范圍內(nèi),PH 值過高或過低都會影響到SRB 的活性,當(dāng)PH 值在6.48~7.43 之間時(shí),對硫酸鹽的還原效果最好。 2. 碳源有機(jī)物 硫酸鹽還原法處理廢水時(shí),需要供應(yīng)外源有機(jī)物碳源和電子供體以刺激SRB 生長,有機(jī)酸如乙酸(鹽)、乳酸(鹽)、丙酸(鹽)、和醇類是SRB 常用的碳源。近年來,魚飼料、纖維素、鋸末也曾被列入研究對象之中。隨著對SRB 認(rèn)識的不斷深入,發(fā)現(xiàn)有機(jī)物廢水、生活垃圾、動(dòng)物糞便、發(fā)酵產(chǎn)物等均可作為SRB生長的碳源和電子供體。李亞新等利用生活垃圾發(fā)酵產(chǎn)物作為碳源, 在35℃條件下用SRB 處理AMD,研究表明SO42-還原率達(dá)87%以上。 3. 氧化還原電位 不同微生物對環(huán)境中的氧化還原電位的要求差異很大,過去認(rèn)為SRB 為嚴(yán)格厭氧菌,O2會抑制它的生長。任何SRB 不以O(shè)2作為電子受體,環(huán)境氧化還原電位必須低于-100mv。但是近有研究表明SRB 可以在分子氧存在的情況下存活。 4. 溫度 溫度也是影響SRB 還原硫酸鹽的主要因素,SRB 分為中溫菌和嗜熱菌兩類, 目前所知的SRB 菌屬大多數(shù)為中溫性的, 生長溫度為28~38℃,最適溫度為30℃左右。其臨界高溫值是45℃。 硫酸鹽還原菌處理的優(yōu)勢 可處理的重金屬種類多 多數(shù)重金屬硫化物的溶解度很小,因而本方法可用于處理多數(shù)常見的重金屬廢水。 處理潛力大 用于重金屬廢水處理的物質(zhì)為SRB 的代謝產(chǎn)物,H2S 的消耗不會影響SRB 的代謝活性。因而只要控制處理的條件就可以使SRB 不斷產(chǎn)生H2S ,用于廢水中重金屬的處理。 處理徹底,工藝穩(wěn)定 重金屬硫化物的溶度積一般都很小,因而重金屬的去除率很高。 可以以廢治廢,處理費(fèi)用低 用于培養(yǎng)SRB 生長的營養(yǎng)物質(zhì)可以來自于其它有機(jī)廢水,反應(yīng)所需的SO42 - 在多數(shù)重金屬廢水中都大量存在(多數(shù)重金屬都以硫酸鹽的形式存在于廢水中) 。 SRB用于處理廢水研究現(xiàn)狀 SRB處理工藝根據(jù)其工藝流程的不同可以分為5類:1)分批沉淀工藝;2)SRB作為生物吸附劑用于廢水處理;3)SRB和化學(xué)方法的混合工藝;4)SRB全混合反應(yīng)器處理工藝;5)厭氧污泥床和厭氧流化床SRB處理工藝 上流式厭氧污泥床 ![]() SRB流化床反應(yīng)器處理工藝裝置 ![]() 硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水‘ 1995 年華堯熙等人研究了以厭氧污泥床培養(yǎng)SRB 用于處理含鋅廢水的工藝,在該工藝中由于SRB 以活性污泥的形式存在于反應(yīng)器中,SRB 在反應(yīng)器中濃度大大高于前述的全混反應(yīng)器,因而該反應(yīng)器工作效率很高,可處理高濃含鋅廢水。當(dāng)模擬廢水的鋅濃度為500mg/ L 以下時(shí),反應(yīng)器均能正常運(yùn)行。這是由于反應(yīng)器中微生物群體的活性很高,雖然在進(jìn)水中有較高的鋅離子濃度,但在反應(yīng)器中的實(shí)際濃度是很低的。反應(yīng)器對鋅的去除率高于99 % ,其單位容積對重金屬的去除率最高可達(dá)1 300 mg/ L·d 研究表明該處理工藝中所形成的ZnS 雖沉積于反應(yīng)器中,但由于SRB 只對離子狀態(tài)下的重金屬敏感,沉淀于反應(yīng)器中的ZnS 并不影響SRB 的活性。在研究中經(jīng)過長期運(yùn)行之后,對沉積在反應(yīng)器中的ZnS 進(jìn)行了回收試驗(yàn),結(jié)果表明,沉積的Zn 可以用一般的化學(xué)方法回收后再利用。說明該方法還可用于廢水中重金屬的回收 有待進(jìn)一步研究的問題 1)探明反應(yīng)器中微生物區(qū)系 由于該處理工藝剛開發(fā)不久,目前還沒有對其微生物區(qū)系進(jìn)行系統(tǒng)地研究。SRB 反應(yīng)器中的微生物生態(tài)系是人工創(chuàng)建的,與自然環(huán)境中的微生物生態(tài)有顯著的不同。反應(yīng)器中SRB 濃度大大高于任何自然環(huán)境中SRB ,且在環(huán)境中始終存在著一定濃度的重金屬離子,經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行在反應(yīng)器中還會積累大量的金屬硫化物。在該生態(tài)系中SRB 的生長規(guī)律有待于探明,SRB 與生態(tài)系中的其它微生物(如產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌) 之間的相互關(guān)系也有待于進(jìn)一步的研究。只有掌握反應(yīng)器中微生物的生長及代謝規(guī)律后才能充分發(fā)揮該處理工藝的效率。 2)系統(tǒng)地研究工藝對各種重金屬廢水處理的可行性 到目前為止還只是研究了很少幾種重金屬廢水的處理?xiàng)l件。廢水中重金屬種類的不同,對SRB 及其它有關(guān)微生物的毒性也會有所不同,此外多種金屬離子的綜合作用和單一金屬離子的作用也會不一樣,因而有必要對此進(jìn)行全面的研究。 |
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