硫酸盐对厌氧处理的影响及控制对策

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1、硫酸盐对厌氧处理的影响及控制对策摘要：文章探讨了废水厌氧消化中硫酸盐还原菌与产甲烷菌之间的竞争关系、影响竞争的影响因素，提出了硫酸盐存在情况下厌氧处理休系正常运行的控制对策。关键词：硫酸盐还原菌；产甲烷菌；影响因素；控制对策通常采用厌氧消化方法处理有机废水，但当废水中含有高浓度硫酸盐时，废水的厌氧处理效果会受到影响。硫酸盐的存在会使厌氧系统出现硫酸盐还原菌(SRB)和产甲烷菌(MPB)的竞争现象，使产甲烷菌活性降低,抑制厌氧消化过程。文章讨论了厌氧消化中硫酸盐还原菌与产甲烷菌之间的竞争、影响竞争的各种影响因素及使厌氧处理体系正常运行的控制策略。1硫酸盐还原菌(SRB

2、)和产甲烷菌(MPB)硫酸盐还原菌(SRB)是一类以H2、有机物等有机物作为电子供体，在厌氧状态下把硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等还原为硫化氢的细菌总称。产甲烷菌(MPB)是指将无机或有机化合物厌氧消化转化成甲烷的微生物。2厌氧消化中SRB与MPB的竞争关系SRB能利用的基质范围广泛，生长速度快，可以适应各种复杂环境，有较强牛存能力。当环境中出现了足量的硫酸盐后，SRB则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，获得生存所需的能量,活跃地牛长。如果废水处理系统中硫酸盐浓度较低，那么对废水厌氧消化的抑制作用会比较弱，或许会起到促进作用。但当系统中硫酸盐

3、还原菌大量存在时，会影响正常的厌氧消化，致使废水中有机物的去除效果不理想。2.1SRB与MPB对基质的竞争乙酸和H2是SRB与MPB的共同良好基质，因此在厌氧法消化处理含有硫酸盐的有机废水时，会出现SRB与MPB对乙酸和H2的竞争现象。从其他学者得出的动力学和热力学的数据来看,SRB比MPB具有竞争优势［1］。另外，SRB能利用的基质范围广泛，既能利用乙酸和H2,又可利用其它复杂的有机物作为基质进行代谢，而MPB可利用的基质种类较少。但是产甲烷菌具有更大的最大比基质降解速率值，在乙酸或H2浓度较高的环境中,它能更有效地进行物质转化，保持物质代谢平衡，具有竞争优势［2

4、］。2.2硫化物对MPB的抑制作用在废水厌氧消化体系屮，SRB将硫酸盐还原转化为硫化物。当体系中硫化物的浓度较高时，将造成废水处理系统中微生物的活性下降、生长率降低、降解有机物的速率变慢，使庆氧体系恶化。对微生物毒性作用最大的硫化物是H2S,原因可能在于细胞一般带负电，只有电中性的H2S分子容易接近并穿透细菌的细胞膜进入内部，破坏蛋白质，还可以通过形成硫链干扰辅酶A和辅酶M［3］。3影响SRB和MPB竞争的因素3.1C0D/S042-比值C0D/S042-比值是影响厌氧过程的一个重要因素，但由于各研究者采用的废水和反应器类型等条件不同，得出的影响效果也不同。黄瑞敏等

5、学者采用复合式厌氧折流板反应器处理含硫酸盐印染废水，发现当比值大于3时反应器运行良好，COD、硫酸盐的去除率均较高；当比值小于等于3时,反应器处理效能较差，COD、硫酸盐去除率均急剧下降；当比值小于等于0.5时，则反应器运行失败［4］。杨玖贤等在研究硫酸盐对木糖废水厌氧处理的影响时，发现在比值小1.84时，SRB和MPB对底物的竞争，SRB明显占优；当比值在2.78-11.51之间时，COD的去除率几乎不受比值的影响⑸。3.2氧化还原电位(ORP)ORP对微生物影响较大，生物体细胞内各种生物化学反应都需在特定的ORP范围内完成。MPB耍求比SRB更低的氧化还原电位，

6、一般厌氧消化过程中硫酸盐还原反应优先发牛。在废水厌氧处理过程中，将反应系统的ORP降低,可提高MPB对SRB的竞争能力。3.3温度的影响SRB冇中温菌和嗜热菌两类。中温SRB最适温度一般在30°C左右，嗜热SRB的最佳生长温度为54-70°Co产甲烷菌的较佳生长温度为20-35°CoSRB与MPB在中温条件下都能很好的适应，两者在中温条件下的竞争优势在短时间内不明显；在高温范围内，SRB比MPB更有竞争利用H2和乙酸的优势⑹。3.4SRB与MPB初始数量比率废水处理系统屮初始菌种数量比例可影响竞争结果。如果MPB在处理系统初始阶段占绝对优势，即使系统中S042-浓度

7、比较大，SRB通常不会发展到抑制MPB的程度；但当废水处理系统初始阶段已存在相当数量和比例的SRB时,如果系统中S042-充足，则SRB会对MPB持续抑制,具有竞争优势，影响产甲烷效果和废水处理效果［1］。3.5pH值影响pH值的变化直接影响着消化过程和消化产物，会影响MPB和SRB的止常代谢活动。SRB生长的最佳pH值范围为屮性偏碱，大多数屮温甲烷细菌的最适pH值范围约在6.8-7.2之间。另外，pH值的变化影响消化液中硫化物状态。硫化物对MPB的毒性主要来自游离的H2S,而消化液的pH值将决定游离H2S的浓度。当pH值为6时，90%的硫化物以H2S状态存在；