硫酸盐还原菌废水处理技术

SO42SO32S2O32-
SBR
H2S
简 介 分 布 -
SBR
厌氧
污泥、污水、 金属管道或 容器
含硫沉 积物 土壤、
SBR 分布
动物肠道 或口腔
水稻田、海水、 盐水、自来水、 温泉水、地热 地区。
生长条件
SBR 简 介
温度
• 31~35oC（厌氧） • 6~6.5(厌氧)
• SRB 对光很敏感。在通常的发散日光下，SRB 会 受到完全的抑制，故SRB 有机体必须在黑暗中 培养。
SRB处理含重金属的废水主要通过以下方式：
1、SRB产生的H2S与溶解的金属离子反应，生成不可溶的金 属硫化物从溶液中除去； 2、硫酸盐还原消耗水合氢离子，使溶液pH值升高，金属 离子以氢氧化物形式沉淀； 3、硫酸盐还原菌的胞外聚合物可吸附重金属离子。
研究进展及应用前景
研究成果
1995 年华尧熙等人研究了以厌氧污泥床培养SRB 处理含 锌废水的工艺。当模拟废水的锌浓度为500 mg/ L 以下时反 应器均能正常运行。反应器对锌的去除率高于99 % 。其单 位容积对重金属的去除率最高可达1300 mg/L· d。
研究进展及应用前景
研究成果
潘响亮等利用SRB混合菌群分泌的胞外聚合物(EPS)吸附
水溶液中的Zn2+和Cu2+。 结果表明：
在初始Zn2+浓度为500 mg／L时，EPS对Zn2+的吸附量达
到326．07 mg／g；对Cu2+的最大吸附容量可达到 478．47 mg／g。
研究进展及应用前景
现状
随着工业的发展，化工、制药、制革、造纸、发酵、食品加工和 采矿等领域在生产过程中排放出大量高浓度硫酸盐工业废水。硫 酸盐本身虽然无害，但是遇到厌氧环境会在SRB作用下产生H2S，
酸性废水中重金属离子处理的可能性研究。结果表明该 方法能有效地去除废水中的重金属。当污泥加入量为1 .0 % ~5 .0 % 时，样品中铁离子的去除率高于88 %。
1997 年田小光等研究了化学还原法和SRB 吸附相结合
的工艺处理电镀厂的含铬（VI）废水。中试研究结果表明 处理含Cr（VI）30~ 40 mg /L 的废水时,Cr (VI)去除率可达 99 .67 % ~99 .97 %。
PH
光照
SBR
简介— 分类
所利用的底 物
（1）氢营养型硫酸 盐还原菌(HSRB) （2）乙酸营养型硫 酸盐还原菌(ASRB) （3）高级脂肪酸营 养型硫酸盐还原菌 (FASRB)
rRNA 测
序分析
嗜热细菌 革兰氏阴性菌
革兰氏阳性菌
嗜热古细菌
SBR简介-分类
SBR简介—代谢
SRB 的代谢利用硫酸盐，使环境中的硫酸盐减少或耗 尽。由于S2-、HS-与氢结合生成反应的终产物H2S，使 体系的氧化还原电位下降
研究进展及应用前景
利用SRB处理酸性矿山废水成本较低，但是由于生物处理的 过程复杂， 所以还需要在：有机碳源种类、反应器类型及提 高SRB细菌在不同条 件下（pH值、重金属存在）的硫酸盐脱除 能力等方面进行深入的研究。
研究进展及应用前景
随着城市污水排放量增大 用SRB 净化城市污 水也引起了人 们的关注 。有人曾采用 SRB 对哈尔 滨城市生活废水进行了 处理试验 结果各项指标均 达到了排放标准。 同时也表明 SRB 不仅可使固体 悬浮物凝集沉淀 而且可以降低 BOD ，这 是其它类 型絮凝剂无法比拟的 。
研究进展及应用前景
许玉东利用SRB处 理味精废水,工程实践表明：味精废水采用絮 凝气浮回 收菌体蛋白预处理后，混合废水采用两相UBF-SBR主 体处理工艺是行之有效的。而且该废水处理技术先进， 工艺可 靠，在废水处理达标的同时也考虑了废物的资源化，取得了较 好的环境效益和经济效益。 陈业钢等利用水解酸化---厌氧工艺处理高浓度抗生素废水，结果 表明水解酸化反应器中生长的硫酸盐还原菌将相当部分的SO42还原成S2- ，CODcr与SO42-总去除率分别为 75．5％和95．2％
SBR简介—代谢
SO42-
的还原
首先在细胞体外积累，然后进入细胞。 在细胞内，第一步反应是在ATP- 硫酸化酶的 催化作用下， SO42- 和ATP反应生成腺苷酰胺 酸（APS）和很快分解为无机磷酸（Pi）的 焦磷酸（PPi）。 第二步，APS 在APS- 还原酶的作用下生成亚 磷酸盐磷酸腺苷（AMP）。
冯易君等采用SRB 处理某厂的镀铬废水效果良好。试验
结果表明，经过SRB处理后，铬从98 mg/ L 降到8 .1 mg/ L 同时其他金属离子也有所降低：如铅从0.27mg/ L 降到0.02 mg/ L 镉从1 .75 mg/ L 降到0 .3 mg/ L 等。
研究进展及应用前景
研究成果
Ueki 等人研究了利用家畜粪便厌氧消化污泥进行了矿山
研究进展及应用前景
李亚新等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SRB处理模拟酸性矿山废水的水力停留时间、回流 比、进水CODcr／ SO42-浓度、进水pH值及温度对SO42-还原效果 的影响。 Maree等对金矿排水进行了生物法去除SO42-的中试规模研究， 实验中的连续式系统分为初级厌氧、好氧和两级厌氧消化3个 阶段。有机碳源中所含的难于生 物降解的有机成分以及重金 属含量经处理后可降至可检出水平。含硫酸盐废水经过生物处 理后，单质S和碱度是最终产物，单质S可用于工业，生成的碱 度可循环到 最初工艺。
研究进展及应用前景
研究成果
柴立元等经过特定驯化使好氧污泥成为硫酸盐还原菌
优势生长的厌氧活性污泥，并用改性活性污泥体系处理 含铬废水。 结果表明：
改性体系能有效处理200 mg／L的6价铬废水，铬(VI)的去
除率高达99．83％，且体系对共存重金属离子均有良好 的去除效果。
研究进展及应用前景
研究成果
一般来说 这些方法处理成本 都较高。为了降低处理成本 提高处理效率 近年来人们对 利用微生物处理重金属废水 进行了大量研究 并取得了较 大进展。
相比之下，采用生物法处理金属废水成为国内外科研人员研究的新课题，
它具有效率高、选择性强和吸附容量大等优点，不会造成二硫酸盐废水，对钛白粉生产废水的试验显示，SO42-的去除 率可达到83．5％，达到了国家排放标准(250 mg／L)。
刘广民等采用SRB在连续流搅拌槽式反应器中处理硫酸盐
废水，20d反应器即启动。研究结果表明，HRT>5．2 h时，
SRB可充分利用酸化产生的乙醇，在保证硫酸根去除率≥80％ 时，SO42-负荷最高可达7．58 kg／(m3· d)。
研究进展及应用前景
SRB也可以处理很多难降解的有机废水，如聚丙烯 酰胺、味精 废水、抗生素废水和染料废水等。
黄峰等发现从中原油田现场取样的污水中培养 出的SRB，可在 聚合物驱油中生长繁殖并使水解聚丙烯 酰胺(HPAM)发生降解。 当接种的菌量为3.6 X 104个／mL时,经恒温30℃ 7 d培养,1000 mg ／L的HPAM溶 液的粘度损失率可达19．6％。
第三步，亚磷酸盐经过脱水分解氧化生成最 终代谢产物 S2- 排出，
研究进展及应用前景
现状
现代社会每年都会产生并排放大量含重金属 离子的废水。由于重金属离子在环境中无法被生 物分解， 一旦进入环境后就会在环境中不断积累 而难以去除，造成环境的长期污染。
研究进展及应用前景
处 理 技 术
沉淀法 离子交换法 电渗析法 反渗透法
研究进展及应用前景
研究成果
江苏大学缪应祺教授进行了SRB 处理钛白粉生产废水试 验研究。试验结果表明，对模拟废水，42h内SO42-的去除 率达到92.1 % 对钛白粉生产废水,42h内SO42-的去除率可达 到83 . 5 %。COD/SO42-值对SO42-离子的去除有较大影响，
比值在2~3时效果最佳。
Tony等在处理含其他几种金属离子硫酸盐的矿山废水过
程中，向废水中加入SRB，14 d后废水中Zn2+的质量浓度 由50．4 mg／L下降到1．1 mg／L，Zn2+去除率达到98％。 Tuppurainen用处理人工合成的含硫酸锌的重金属废水， 使SO42-还原成S2- ，S2-与Zn2+生成沉淀。 X射线衍射分析表明，沉淀物大部分是ZnS。用SRB处理 含Zn2+质量浓度为200 mg／L左右的废水，经过19 d的反 应，Zn2+去除率达到98％。
研究进展及应用前景
（1）废水中重金属与生物化学反应密切相关，用SRB 生物处理 法处理含重金属离子废水作为一项新的实用技术极具潜力； （2）重金属离子废水SRB生物处理实用化技术的关键是高效菌 的筛选、固定化、最大生物量及活性的保持和二次污染处理问 题；
（3）SRB 工艺是一种很有应用前景的废水处理方法。但该工艺
研究进展及应用前景
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 易从土壤中逸出进入大气 污染环境 。另外， 湿地法还受一定的自然条件约束 因此湿地法在应用上受到限 制 。 利用 SRB 处理酸性矿山废水费用低 、适用性强 、无二 次污染， 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 。
研究进展及应用前景
贾省芬等研究了专性厌氧菌硫酸 盐还原菌混合培养物对偶 氮染料、三苯甲烷染料和蒽醌染料的脱色作用。在厌氧硫 酸盐还原条件下，SRB及其产物 H2S对染料的脱色均有重要 作用。