微生物方法处理酸性矿山废水
微生物方法处理酸性矿山废水
微生物方法处理酸性矿山废水摘要: 介绍酸性矿山废水的形成及特点，分析了微生物在酸性矿山废水形成中的作用，介绍了SBR性质及其在治理酸性矿山废水中的应用，目前存在的问题。
关键词: 酸性矿山废水；微生物；SBR引言随着全球工业化的迅速发展, 矿产资源的开发进一步加剧, 由此而产生的酸性矿山废水( AMD) 已经成为许多国家水体污染的主要来源之一。
酸性矿山废水是指硫化矿系( 如煤矿、多金属硫化矿) 在开采、运输、选矿及废石排放和尾矿储存等生产过程中经氧化、分解, 并与水化合形成硫酸而产生的酸性水[ 1] 。
酸性矿山废水中硫酸盐的质量浓度较高, 废水呈现较强的酸性, pH 值一般在4.5~6.5 之间, 有的低至2.0[ 2] 左右; 含有大量的铜、铁、锌、铝、锰、镍、铅、铬、砷等重金属, 特殊的铀矿的开采可能会含有放射性元素铀等, 有机物浓度低。
酸性矿山废水若不经处理任意排放就会造成大面积的酸污染和重金属污染, 它能够腐蚀管道、水泵、钢轨等矿井设备和混凝土结构, 还危害人体健康。
另外, 酸性水会污染水源, 危害鱼类和其他水生生物; 用酸性水灌溉农田, 会使土壤板结, 农作物发黄, 并且随着酸度提高, 废水中某些重金属离子由不溶性化合物转变为可溶性离子状态, 毒性增大。
目前, 对于酸性矿山废水的处理主要有这几种方法: 中和法、人工湿地法、硫化物沉淀法和微生物法。
中和法就是向AMD 中投加石灰石或石灰来中和废水中的氢离子, 该法的缺点是成本较高, 反应生成的硫酸钙残渣较多, 容易造成二次污染; 人工湿地法主要是利用湿地系统中的植物、土壤等对酸性废水中的金属离子进行吸附、过滤, 该法操作简单, 易于管理, 但是由于占地面积大, 处理程度易受环境影响, 而且处理后残余的H2S 会进入大气, 从而造成大气污染等缺点使它的应用受到限制; 硫化物沉淀法是利用金属硫化物的溶解度往往比氢氧化物的溶解度更低的原理, 向废水中投加硫化物, 对废水中的金属离子进行选择性的沉淀。
酸性矿山废水处理研究综述
酸性矿山废水处理研究综述发布时间：2021-06-07T16:32:49.917Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：张思哲张颖王俊杰张锦峰刘建辉[导读] 摘要：分析了安徽省沿江矿区的酸性矿山废水情况。
滁州学院土木与建筑工程学院滁州 2390001摘要：分析了安徽省沿江矿区的酸性矿山废水情况。
对中和、人工湿地和微生物三种处理方法进行分析整合，并详细描述微生物处理方法中固定化SRB处理技术在酸性矿山废水中的优势。
关键词：酸性矿山废水；中和法；人工湿地法；微生物法；固定化SRB前言安徽省沿江矿区矿产资源十分丰富，区内分布有各种金属矿山和硫铁矿数百个，随着人类对矿产资源需求量的增加，矿物的开采量日渐增大。
同时，在矿物开采过程产生的酸性工业废水也不断增多。
酸性矿山废水（AMD）是目前较难处理的工业废水，不仅成分复杂，含有较高浓度的硫酸根和大量超标污染物铬、锰、镉等重金属离子，而且排放量巨大。
如果将未经处理的酸性矿山废水直接排入到自然水体中，一方面会降低水体的酸性，另一方面一些重金属离子也因无法被微生物分解而过多的残留在自然环境中，对水生动植物和周边居民造成了极大的影响与危害。
因此，对于安徽省沿江地区废水的治理修复迫在眉睫。
1 沿江矿区矿山废水情况安徽省沿江矿区地处长江中下游成矿带中段,矿区在开采过程中产生了大量的矿山废水，其主要的污染成分为酸污染、重金属污染、可溶性盐类等。
据调查统计，截止至2016年底矿山废水年产出量6237.86万t,利用率约67%,废水年排放量2056.73万t,排放去向主要为矿山周边沟渠、河流及农田【1】。
由此可见，排放量巨大的矿山废水无法被回收利用，排入到自然水体中不仅会使国家的环境治理工作加重，还会给人类以及动植物造成了极大的伤害。
除此之外，在众多类型的矿山废水中，酸性矿山废水成为了矿区最大的污染源。
酸性矿山废水【2】是由于矿区中的硫化物在地表环境下迅速氧化,导致含重金属离子浓度很高的酸性废水渗出。
矿山酸性含铜废水的生物处理技术研究
矿山酸性含铜废水的生物处理技术研究矿山酸性含铜废水的生物处理技术研究酸性矿山废水(AMD)污染是一个世界性问题,AMD的主要特点为:低pH 值、含高浓度的硫酸盐和可溶性的重金属离子。
酸性矿山废水排放将会对环境造成极大的危害。
目前,酸性矿山废水处理方法主要包括中和法、人工湿地法、微生物法。
但中和法、人工湿地法方法存在二次污染严重,处理不彻底,成本高等不足等问题。
微生物法是一种新兴的处理技术,近年来,利用硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水成为研究热点之一。
基于此,本论文对硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水技术进行了研究。
论文针对硫酸盐还原菌进行培养条件优化试验,试验表明:碳源为乳酸钠、pH=7、T=30℃、COD/SO_4~(2-)=1.6的培养条件下生长较好。
并采用逐步提高Cu~(2+)浓度、降低PH方法驯化该菌种,获得耐Cu~(2+)浓度为90mg/L、pH=4.5的硫酸盐还原菌。
采用实验室间歇试验方法,在进水SO_4~~(2-)浓度2.3g/L、进水COD/SO_4~(2-)1.6,进水pH4.5,温度30℃的条件下,利用硫酸盐还原菌处理稀释后的矿山废水,反应稳定后SO_4~(2-)去除率达到77.39%以上,最高达到90.4%,铜离子去除率达99.8%以上。
实验结果表明硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水是可行性的。
论文采用上流厌氧反应器连续处理酸性矿山废水。
试验对工艺参数:水力停留时间、进水PH值、进水负荷对硫酸根还原效果的影响进行了研究。
获得最佳工艺参数为:水力停留时间为8天、COD/SO_4~(2-)1.6、进水SO_4~(2-)浓度2.3g/L和进水pH6。
在温度30℃、HRT=8d、COD/SO_4~(2-)=1.6、进水SO_4~(2-)浓度=2.3g/L和废水稀释倍数为3倍的相同条件下,选择两种不同的进水pH,分别为进水pH4.5和进水pH6.0。
二个上流厌氧反应器同时连续成功运行59天。
怎样利用微生物处理废水？
怎样利用微生物处理废水？废水生物处理法随着工业的发展，污水成分已愈来愈复杂。
某些难降解的有机物质和有毒物质，需要运用微生物的方法进行处理，污水具备微生物生长和繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。
废水生物处理是利用微生物的生命活动，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。
废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。
定义利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法，亦称废水生物化学处理法，简称废水生化法。
由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点，经过多年的探索和研究，生物治理技术日益受到人们的重视。
随着耐重金属毒性微生物的研究进展，采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头，根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
特点1、用生物方法去除有机物最经济；2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺；3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效；4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主分类生物化学法生物化学法指通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。
硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。
该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用，将硫酸盐还原成H2S，废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除，同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。
因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。
有关研究表明，生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。
有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理，结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。
浅谈酸性矿山废水危害及防治
浅谈酸性矿山废水危害及防治作者：王琪玮来源：《管理观察》2011年第11期摘要：对酸性矿山废水的来源、危害和预防治理技术进行了说明,对普遍采用的中和法、湿地法、微生物法进行了重点比较、分析，并推荐生物处理法作为矿山酸性废水首选治理方法。
关键词：酸性矿山废水微生物法微生物治理方法前言矿产资源是人类社会发展的物质基础。
在矿产开发利用过程中不可避免地要破坏和改变自然环境，产生各种污染物质，污染大气、水体及土壤，给生态环境和人体健康带来诸多不利影响。
矿山废水是矿山环境的主要污染源之一，其中又以酸性废水（多存在于有色金属矿山）的危害最为严重。
酸性废水的排入导致水质酸化，同时含有重金属离子的酸性废水会毒化土壤，导致植被枯萎、死亡。
因此，消除矿山酸性废水的危害已成为矿山开采时必须要考虑的问题。
1.酸性矿山废水定义及产生途径酸性矿山废水是含硫化物矿物的矿床在开采运输、选矿等生产过程中经氧化、水解等一系列物理化学反应，而产生pH一般为2～4的黄棕色酸性水。
酸性矿山废水的形成主要通过以下途径:⑴矿床开采过程中，大量的地下水渗流到采矿工作面，这些矿坑水排至地表后，成为酸性废水的主要来源;⑵矿石加工过程中，采用添加酸性药剂的选矿作业流程，所排放的废水成为酸性废水和有害物质的重要来源;⑶矿山生产过程中排放的大量含有硫化矿物的废石和尾矿，在露天堆放时不断与空气和水或水蒸气接触，生成金属离子和硫酸根离子，当遇雨水或堆置于河流、湖泊附近时，所形成的酸性矿山废水会迅速大面积扩散。
2.酸性矿山废水的危害硫化矿在自然界中分布广、数量多，它可以出现于几乎所有的地质矿体中，尤其是铜、铅、锌等有色金属矿床。
酸性矿山废水已成为全球性问题，危害不容小视。
2.1对人体的危害酸性矿山废水危害人类健康，长期接触酸性矿山废水可使手脚破裂，眼睛痛痒;同时它作为有机体的基质时涉及到生物腐蚀问题。
2.2对金属设备及混凝土的危害酸性矿山废水会成为潜在腐蚀的主导因素，它能够腐蚀管道、水泵、钢轨等矿井设备和混凝土结构。
硫酸盐还原菌和酸性矿山废水的生物处理
第1卷第5期2000年10月环境污染治理技术与设备T echniques and Equipment for Environmental Pollution ControlV ol.1,N o.5O ct.,2000硫酸盐还原菌和酸性矿山废水的生物处理李亚新苏冰琴(山西省太原理工大学,太原030024)摘要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。
关键词:硫酸盐还原菌酸性矿山废水硫酸盐还原生物处理硫酸盐一、引言酸性矿山废水的污染是一个全球性问题[1~2]。
自40年代以来,国外对酸性矿山废水的成因和防治进行了大量的研究。
从70年代开始,我国也积极采用各种方法对矿井酸性废水进行治理。
目前国内外采用的方法主要有使用石灰石或石灰作中和剂的中和法,也有采用湿地法进行处理。
虽然目前中和法处理酸性矿山废水在工程应用上有了很大改进,但是中和法产生的巨量固体废弃物硫酸钙难以处置,引起严重的二次污染。
湿地法处理酸性矿山废水是近年来研究的一项新技术,具有投资少,运行费用低,易于管理等优点;但是,湿地法占地面积大,处理受环境影响很大,而且对H2S的处理也不彻底,残余H2S 从土壤中逸出进入大气,污染环境。
而且湿地法还需要一定的自然条件。
因此,湿地法在应用上受到了限制。
微生物法处理酸性矿山废水就是利用硫酸盐还原菌(Sulfate-Re-ducing Bacteria,SRB)通过异化硫酸盐的生物还原反应,将硫酸盐还原为H2S,并利用某些微生物将H2S氧化为单质硫[3]。
由于利用硫酸性还原菌的微生物法处理酸性矿山废水费用低,适用性强,无二次污染,还可以回收重要的物质单质硫,因此受到环境工作者的广泛关注,成为酸性矿山废水处理技术研究的前沿课题。
二、硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌(SRB)是一组进行硫酸盐还原代谢反应的有关细菌的通称。
根据不同的生理生化特性,它们可以分为异化硫酸盐还原细菌和异化硫还原细菌(/异化0的意思是指还原的硫酸盐组分并未同化为细菌的细胞组分,而是作为产物释放)。
酸性矿山废水的微生物多样性及其在生物冶金中的应用
酸性矿山废水的微生物多样性及其在生物冶金中的应用目录1. 内容概括 (2)1.1 矿山废水及其污染现状 (2)1.2 研究的重要性与目的 (3)2. 酸性矿山废水概述 (4)2.1 酸矿山废水的成因与特征 (5)2.2 酸矿山废水的危害 (6)3. 微生物多样性研究方法与进展 (7)3.1 样本采集与预处理 (9)3.2 微生物多样性分析技术 (10)3.3 微生物多样性研究的现有进展 (11)4. 酸性矿山废水微生物多样性特点 (13)4.1 群落结构分析 (14)4.2 特征微生物分析 (16)4.3 环境适应性研究 (17)5. 生物冶金的概要 (18)5.1 生物冶金的基本原理 (19)5.2 生物冶金的应用案例 (20)5.3 生物冶金面临的主要挑战 (21)6. 微生物在生物冶金中的应用 (23)6.1 微生物在堆浸提取中的应用 (24)6.2 微生物在生物还原术中的应用 (26)6.3 微生物在生物修复中的应用 (27)7. 酸性矿山废水微生物在生物冶金中的应用案例分析 (28)7.1 案例选取与分析方法 (29)7.2 典型案例解析 (30)7.3 应用效果评估 (32)8. 未来研究方向与发展趋势讨论 (33)8.1 新技术与新材料的应用 (34)8.2 优化策略的研究方向 (35)8.3 应用效果的持续跟踪与提升 (36)1. 内容概括内容概括：本文主要探讨酸性矿山废水中的微生物多样性及其在生物冶金领域的应用潜力。
文章对酸性矿山废水的形成原因、危害及其处理方法进行了简要概述。
详细分析了AMD中微生物的组成、分类及其在废水处理中的作用机制。
重点阐述了微生物多样性在AMD处理中的重要性，包括提高处理效率、降低处理成本等方面。
本文还介绍了微生物多样性在生物冶金中的应用实例，如从AMD中提取有价金属、生物堆浸等，并对未来研究方向进行了展望。
通过综合分析，本文旨在为AMD处理和生物冶金领域提供理论依据和技术支持。
煤矿酸性废水的微生物处理方法分析
的营业额 。 一旦出现问题 ， 承担的主要是刑事责任 。笔者认 为应 该在《 民 法通则》 中加入适 当的条款 。 使注册会 计师承担 的法律责任主要成 为民 事责任。在《 注册 会计师法》 有关 民事责任的规定 中明确判断注册会 计 师、 会计师事务所是否存在过错的依据 和法律后果。
４２ 优化注册会计师的执业环境 ．
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ Ｏ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｃ－ Ｅ ＨＩ Ｏ Ｍ ＇ ＮＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｎ ｌ ｆ Ｃ Ｎ ＭＹ
２０ 年 ０７
第 １卷 ７
第４ 期
收稿 日 ：０６ ０ － ８ 期 ２０ － ９ ２
煤矿酸性废水的微生物处理方法分析
尹 秀 贞， 赵志怀 ， 张宗元
生物法。
煤炭是我 国的支柱能源 ， 伴随着煤炭工业的发展所引起 的一 系列环 境 污染问题 也 日 严重 ， 益 酸性矿 山排 水 Ａ Ｄ ａｉｎｎ ｄａ ａｅ就是其 Ｍ （ｃ ｉ ｒｎｇ） ｄ ｌｅ ｉ 中突 出的水污染问题 。Ａ Ｄ的 ｐ Ｍ Ｈ值通常很低 （ 严重的地方 ｐ Ｈ可达到
（） １树立良好 的职业道德 。良好的职业道德是注册会计师行业立足 社会的根本。 注册会计师 自身必须强化道德意识 ， 诚实守信 。 注册会计师
协会应定期考核 、 评估 以督促各事务所和注册会计师加强对 自身职业道 德的培养和提 高； 事务所也应定期组织相关培训和教育 。
法律责任鉴定委员会。 专门负责在司法审判中进行责任鉴定。
４４ 注册会计 师应采取的对策 ．
（） Ｉ设立注册会计师法律 责任鉴定机构。对注册会计师法律责任的鉴 定是一个专业性很强 、 复杂性极大 的工作 ， 其相应的法律责任鉴定必须由 熟悉该行业的人士进行 ， 同医生对医疗事故的法律鉴定程序类似 。 这 因而 ， 尽快建立注册会计师法律责任的鉴定机构迫在眉睫。 可以考虑由中国注册 会计师协会出面， 成立一个法律界 、 企业界和注册会计师业 内人士组成的
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微生物方法处理酸性矿山废水摘要: 介绍酸性矿山废水的形成及特点，分析了微生物在酸性矿山废水形成中的作用，介绍了SBR性质及其在治理酸性矿山废水中的应用，目前存在的问题。
关键词: 酸性矿山废水；微生物；SBR引言随着全球工业化的迅速发展, 矿产资源的开发进一步加剧, 由此而产生的酸性矿山废水( AMD) 已经成为许多国家水体污染的主要来源之一。
酸性矿山废水是指硫化矿系( 如煤矿、多金属硫化矿) 在开采、运输、选矿及废石排放和尾矿储存等生产过程中经氧化、分解, 并与水化合形成硫酸而产生的酸性水[ 1] 。
酸性矿山废水中硫酸盐的质量浓度较高, 废水呈现较强的酸性, pH 值一般在4.5~6.5 之间, 有的低至2.0[ 2] 左右; 含有大量的铜、铁、锌、铝、锰、镍、铅、铬、砷等重金属, 特殊的铀矿的开采可能会含有放射性元素铀等, 有机物浓度低。
酸性矿山废水若不经处理任意排放就会造成大面积的酸污染和重金属污染, 它能够腐蚀管道、水泵、钢轨等矿井设备和混凝土结构, 还危害人体健康。
另外, 酸性水会污染水源, 危害鱼类和其他水生生物; 用酸性水灌溉农田, 会使土壤板结, 农作物发黄, 并且随着酸度提高, 废水中某些重金属离子由不溶性化合物转变为可溶性离子状态, 毒性增大。
目前, 对于酸性矿山废水的处理主要有这几种方法: 中和法、人工湿地法、硫化物沉淀法和微生物法。
中和法就是向AMD 中投加石灰石或石灰来中和废水中的氢离子, 该法的缺点是成本较高, 反应生成的硫酸钙残渣较多, 容易造成二次污染; 人工湿地法主要是利用湿地系统中的植物、土壤等对酸性废水中的金属离子进行吸附、过滤, 该法操作简单, 易于管理, 但是由于占地面积大, 处理程度易受环境影响, 而且处理后残余的H2S 会进入大气, 从而造成大气污染等缺点使它的应用受到限制; 硫化物沉淀法是利用金属硫化物的溶解度往往比氢氧化物的溶解度更低的原理, 向废水中投加硫化物, 对废水中的金属离子进行选择性的沉淀。
但是该法中的pH 值不好控制, 成本也较高, 而且如果这些硫化物的沉积污泥不在水下封存或排除氧化条件, 其可能再氧化生成硫酸, 重新造成环境问题; 微生物法就是利用硫酸盐还原菌( SRB) 在厌氧条件下将AMD 中的硫酸盐还原为硫化物, 生成的硫化物再与废水中的重金属发生反应生成难溶解的金属硫化物。
由于微生物技术的处理效果较好, 成本也较低, 且无二次污染, 因而受到广泛关注。
一微生物的作用在早期，人们知道在自然界的酸性矿水或污泥中普遍存在一群嗜酸性的无机化能自养菌。
生物吸附作用——细菌、霉菌、活性污泥、藻类及某些高等植物可通过吸附和离子交换等物理、化学机制将环境中的重金属吸收进体内，这称之为生物吸收(biosorption)现象。
生物转化作用——很多微生物在自然条件下通过氧化．还原作用、甲基化作用和脱烃作用等参与自然界中重金属的转化，将重金属转化为无毒或低毒的化合物形式。
生物络合作用——些微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸盐还原菌以及某些藻类，能够产生胞外聚合物如多糖、糖蛋白、脂多糖等，具有大量的阴离子基团，能与金属离子结合。
生物沉淀作用——微生物在其生长过程中会释放出许多代谢产物，如硫化氢和有机物等，这些产物能与金属反应生成沉淀从而固定重金属。
微生物的以上这些作用在处理废水过程中起着至关重要。
二微生物法处理酸性矿山废水微生物法处理酸性矿山废水就是利用硫酸盐还原菌( Sulfate Reducing Bacteria.SRB) 通过异化硫酸盐的生物还原反应, 将硫酸盐还原为H2S, 并利用某些微生物将H2S 氧化为单质硫，产生的硫化物与重金属结合为金属硫化物沉淀, 可以去除废水中的重金属离子。
另外, 此种方法还能使某些废水脱毒, 例如亚硫酸盐可以被转化为毒性较轻的硫化物。
2.1 硫酸盐还原菌( SRB)SRB是在无氧状态下, 用乳酸或丙酮酸等有机物作为电子供体, 用硫酸盐作为末端电子接受体而繁殖的一群偏性厌氧嫌气性细菌。
硫酸盐还原菌是一种进行硫酸盐还原代谢的厌氧菌类, 呈革兰氏阴性, 以有机物为电子供体, 硫酸盐为电子受体。
根据不同的有机物利用性能,分为8 个属: 脱硫弧菌属(Desulfovibrio) 短螺状,脱硫肠状菌属(Desulfortomaculum) 孢子环状, 脱硫单胞菌属(Desulfomonas) 环状, 脱硫洋葱状菌属(Desulfobulbus) , 脱硫杆菌属(Desulfobacter) 短环状, 脱硫球菌属(Desulfococcus) 球状, 脱硫八叠球菌属(Desulfosarcina) , 脱硫螺旋体属(Desulfonema)丝状。
其中前4 属利用乳酸盐、丙酮酸盐、乙醇等作为生长基质, 只氧化到乙酸盐的水平, 故又称为不完全氧化菌。
后4 属专一性地氧化某些脂肪酸,特别是乙酸, 以及乳酸、琥珀酸、苯甲酸等, 最终彻底降解为CO2, 故又称为完全氧化菌。
根据所利用底物的不同, SRB 可分为以下4 类:4H2 + SO42- →HSRB S2- + 4H2O①氧化氢的硫酸盐还原菌(HSRB)CH3COOH + SO42- →ASRB S2- + 2CO2 + 2H2O②氧化乙酸(HAc) 的硫酸盐还原菌(ASRB)CH3CH2COOH + SO42- →FASRB 2 CH3COOH + S2- + 2 CO24CH3CH2COOH + 7 SO42- →FASRB 7S2- + 12 CO2 + 12 H2O③氧化较高级脂肪酸的硫酸盐还原菌( FASRB) , 较高级脂肪酸这里是指含3个或3个以上碳原子的脂肪酸。
④氧化芳香族化合物的硫酸盐还原菌( PSRB) 。
2.2 SRB 代谢机理SRB 的一个重要生理特征是生长力强, SRB 不仅具有广泛的基质谱, 生长速度快, 还具有某些特殊的生理性质, 如含有不受氧毒害的酶系, 因此可以在广泛的环境中生存。
甚至包括有氧环境, 保证了SRB 有较强的生存能力和适应环境变化的能力。
SRB 的另一生理特性是硫酸盐的存在能促进其生长, 但不是其生存和生长的必要条件。
在缺乏硫酸盐的环境下, SRB 能通过无硫酸根离子参与的代谢方式生存和生长, 当环境中出现了足量的硫酸盐后, 因为硫酸盐还原反应的产能水平更高, 硫酸盐还原反应立即发生, 即SRB 的代谢方式发生转变, 此时以硫酸根离子为电子受体氧化有机物, 通过对有机物的异化作用, 而获得生存所需的能量, 维持生命活动。
SRB 的代谢过程可以分为分解阶段、电子传递阶段和氧化3个阶段。
在分解的第一阶段, 有机物碳源的降解是在厌氧状态下进行的, 同时通过“机质水平磷酸化”产生少量ATP; 第二阶段中, 前一阶段释放的高能电子通过硫酸盐还原菌中特有的电子传递链( 如黄索蛋白、细胞色索C等)逐级传递产生大量的ATP; 在最后阶段中, 电子被传递给氧化态的硫元素, 并将其还原为S2- , 此时需要消耗ATP 提供能基。
从这一过程可以看出, 有机物不仅是SRB 的碳源, 也是其能源, 硫酸盐(或氧化态的硫元素) 仅作为最终电子受体起作用。
即SRB 利用硫酸根离子为最终电子受体, 将有机物作为细胞合成的碳源和电子供体, 同时将硫酸根离子还原为硫化物。
以前, 认为SRB 仅利用有限的基质作为有机碳源和电子供体, 如乳酸盐、丙酸盐、反丁烯二酸、苹果酸、乙醇、甘油, 个别也利用葡萄糖和柠檬酸盐, 最后形成HAc 和CO2 作为终产物。
近20 余年来, 由于选用不同碳源的培养基, SRB 利用的有机碳源和电子供体的种类不断扩大, 发现SRB 还能利用乙酸、丙酸、丁酸和长链脂肪酸及苯甲酸等对其作用。
SRB 在利用多种多样的化合物作为电子供体时表现出了很强的能力和多样性, 迄今发现可支持其生长的基质已超过100 种。
2.3 SRB 影响因素各种生物因子、非生物因子的改变都直接影响SRB 的适应能力, 决定其生长和活性, 也决定了生态演替过程对不同SRB 种群的选择, 其中重要的影响因子有温度、pH值、溶解氧、抑制剂和硫化物等。
① pH值pH值是影响SRB 活性的主要因素。
大量的研究表明SRB 生长的最佳pH值范围为中性偏碱, 但也有研究表明,纯培养SRB 的最佳pH 值为6.7 左右, 这些数据有差异但一般在6～8 的范围内, 可容忍的范围为5.5～9.0。
有一些研究报道SRB 经过驯化适应后可在酸性条件下进行SO42- 还原。
②温度SRB 可分为中温菌和嗜热菌两类。
至今所分离到的SRB 菌属大多是中温性的,纯培养SRB 最佳的生长温度为30 ℃左右, 但在含SO42- 废水和各种菌种混合共生的复杂体系中, SRB 的硫酸盐还原速率不仅取决于环境温度是否为最佳温度, 还要受竞争的影响, 一般在35℃硫酸盐还原速率最大。
高温SRB 的最佳生长温度为54 ℃～70 ℃, 最高值为56 ℃～85 ℃。
SRB 为严格的厌氧菌, 只有氧化还原电位低于- 100 mV 才能生长。
③溶解氧脱硫弧菌属中的很多种菌都具有超氧化物歧化酶、NADH 氧化酶、H2O2酶, 这类酶为SRB胞内抗分子氧的保护酶。
说明SRB 可以耐受微量的氧。
④生长营养元素SRB的生长需要氮源、磷源, 另外还需要一些微量元素( 如铁、钴、镍)。
⑤其它普遍认为, 硫酸盐还原的产物( 即形成的各种硫化物) 对物过程有抑制作用。
有两种物质可作为硫酸盐还原反应的抑制剂。
一种是过渡金属, 其抑制作用与流态密切相关, 间歇流时对SRB 有良好的选择性抑制作用,而连续流时其抑制作用是非选择性的, 即对SRB 和MPB(产甲烷菌) 均有抑制作用;另一种是类似SO42-结构的基团, 如CrO42- , MnO42- 等, 其机理可能通过空间代替SO42- , 从而阻碍活性酶的产生。
因此, 对SRB 有抑制作用的主要金属盐Na2AsO4, K2CrO4, Na2MnO4 等, 如果硫酸盐浓度过高,Ca2+、Na+等也会对SRB的活性产生抑制作用。
三目前存在的问题利用SRB还原硫酸盐的特性处理含重金属离子酸性废水是一种切实可行的方法。
但是由于影响生化过程的因素复杂繁多，所以仍存在不少技术上的问题，主要包括：(1)有机碳源种类的选择及投加量的控制；(2)如何筛选SRB高效菌株、细胞固定化、保持常温下SRB的生化活性；(3)在酸性环境中，如何达到较高的SO42-还原率，如何消除硫化氢对SRB的抑制；(4)如何消除重金属离子对SRB的抑制，废水中重金属种类不同，对SRB及其它有关微生物的毒性和抑制作用也会有所不同，此外多种金属离子的综合作用和单一金属离子的作用也会不一样；(5)如何在满足还原过程需要的条件下，尽量降低出水中的COD；(6)污泥中有用物质的回收和无用物质的贮存。