光催化生物还原

硫化物有恶臭， 而且使得废水 的需氧量很高
H2S随沼气释放 将导致处理系 统下游受到腐 蚀。
硫酸盐生物还原法的应用
硫酸盐废水
含有难降 解物质的 有机废水
SRB
含重金属 离子工业 废水
酸性地浸矿山废水
处理硫酸盐废水
SO42-
SO32-
S2O3
2-
硫化物沉淀
S2-
处理含重金属离子的工业废水
被吸附
氢氧化 物沉淀
反应,所以重金属离子在光催化剂表面的吸附率对 光催化还原有着重要的影响.
光催化还原法的优缺点
† 优点：低耗能 ,无毒化 ,选择性好 ,常温 常压 , 快速高效等优点。 † 缺点：光催化法还原处理技术研究大多停 留在实验室的研究阶段的水平上，从实际 应用的角度出发,还存在许多问题； 如降 低光催化剂失活的措施；提高光催化剂再 生效率等问题。
子外)竞争反应体系中的光生电子,因此氧的存在
阻碍了金属离子的光催化还原。
光催化还原法的影响因素
电子给体的影响
* 电子给体的存在对金属离子的还原起着促进作用。
有机物能够作为电子给体,被光生空穴直接或间接
氧化,加速了催化剂表面的电子、空穴分离，提高 了金属离子对光生电子的捕获效率。
光催化还原法的影响因素
硫酸盐生物还原法待解决的问题
影响SRB法的 因素很复杂, 所以在投入实 际应用前尚有 大量研究工作 有待完成
废水中重金属种类不同 的影响 SRB高效菌株的筛选及生 化活性的影响 SRB与处理系统中其它微 生物的相互关系
光催化还原技术
主要内容
光催化还原法的机理与应用 光催化还原法的影响因素 光催化还原法的特点
生物还原与光催化还原 技术
主要内容
生物还原处理法
光催化还原法
主要内容
1.
生物还原法及其特点 硫酸盐还原菌法的机理
2.
3.
硫酸盐还原菌法的应用 硫酸盐还原菌法待解决的问题
4.
生物还原法处理技术
生物还原处理法是通过微生物的代谢作用， 使废水中发生还原等一系列生物化学Leabharlann Baidu应 达到水质净化目的的方法。主要用于处理 含重金属的废水、高浓度有机废水和污泥。 硫酸盐生物还原法即是一种典型生物还原 法。
由于大多数重金属 硫化物的溶解度很 小,可以用来处理多 数常见的重金属离 子,重金属离子的去 除率很高。
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除废水中有机废物 富含有机物的废水、 生活垃圾、动物粪 便、发酵产物等均 可以作为SRB生长 的碳源和电子供体。
硫酸盐生物还原法的主要缺点
还原产物为H2S
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H2S对产甲烷菌 具有强烈的抑 制作用，对SRB 本身也有抑制 作用。
光催化还原法的影响因素 酸度的影响
体系的酸度是影响光催化还原的一个重要 因素,它除了能够影响光催化剂本身的活性 与稳定性外,还能影响金属离子在体系中的 存在方式以及相应的还原反应驱动力,也能 影响离子在催化剂表面的吸附及随后的电 子捕获。
光催化还原法的影响因素
溶解氧的影响
溶解氧具有较高的还原电位。在光催化反应体系 中氧可作为电子受体,与所有金属离子(除Au3+离
废水中 重金属
硫化物 沉淀
处里酸性地浸矿山废水
酸性矿山废水的主要特征表现在：低pH 值，高浓度硫酸盐和可溶性重金属离子。 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。
处理含有难降解物质的有机废水
SRB也可以处理很多难降解的有机废水， 如聚丙烯酰胺、抗生素废水和染料废水。 有人利用水解酸化-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SO42-还原成S2-， CODCr与SO42-的总去除率分别为75.5%和 95.2%。
SRB法的机理
SRB法改善水质的主要机理: (1)在一定基质浓度和厌氧条件下,SRB以废水中SO42-作 为终端电子受体并将其还原H2S,H2S进一步和废水中的重 金属离子起反应生成金属硫化物沉淀使SO42-和重金属同时 得到去除； (2)作为一种厌氧还原菌,它表面带有负电性,对重金属 具有较强的吸附性和生物絮凝作用。 (3)硫酸盐还原法处理废水的过程中，SRB可利用废水中 的有机物作为碳源和电子供体，所以降低水中有机物含量。 (4)一方面,硫酸盐的还原消耗水合氢离子,使得溶液pH 值升高；另一方面，硫酸盐还原反应以有机营养物氧化产 生的重碳酸盐形式造成碱性,也使废水pH值升高；使酸性 水质得到改善。
硫酸盐生物还原法
硫酸盐还原菌（sulfate-reducing bacteria， 简称SRB）是一类能把硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸 盐等含硫化物还原为二价硫的微生物。 硫酸盐生物还原法（SRB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。
硫酸盐生物还原法的特点
还原 产物 为硫 化氢
处理费用低
缺点 特点 优点 处理重金 属种类多 除废水中 有机物
硫酸盐生物还原法的优点
1
处理费用低 培养SRB的营养物质 可以来自于其它有 机废水,反应所需的 SO42-在大多数重金 属废水中都大量存 在,因而可以以废治 废,处理费用低。
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处理重金属种类多
还原气氛的影响
￤氧因其较高的还原电位,会作为电子受体,争夺光
生电子,对重金属离子的光催化还原有阻碍作用，
从而降低了金属离子的还原效率。所以光催化还 原用氮气或者氩气做载气的效果比空气好。
光催化还原法的影响因素
吸附影响
o 由于光催化还原反应发生在催化剂表面,重金属离
子只有被催化剂表面吸附后,才能发生光催化还原
谢
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光催化还原机理
当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射 半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁, 即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子 (e-)和空穴(h+)。如果产生的电子接触到 有高还原电位的重金属离子，则发生光催 化还原反应。
光催化还原法的影响因素
酸度的影响
影响因素
吸附影响
溶解氧的影响
还原气氛的影响 电子给体的影响