so42- 濃度的影響

1、3.13.1進(jìn)水進(jìn)水SO42SO42濃度的影響濃度的影響在SRB生長(zhǎng)代謝過程中，硫酸鹽作為電子受體是不可缺少的。在不同類型的SRB之間也存在著對(duì)硫酸鹽的競(jìng)爭(zhēng)，這一點(diǎn)在硫酸鹽濃度較低時(shí)尤為突出。在一定范圍內(nèi)進(jìn)水SO42濃度與出水中S2的濃度存在一定線性關(guān)系所以進(jìn)水中SO42濃度對(duì)于反應(yīng)器能否正常運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。李清雪［8］采用厭氧折流反應(yīng)器試驗(yàn)裝置，處理自制高濃度硫酸鹽廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水SO42濃度為300~500mgL時(shí)，對(duì)COD

2、的去除率和SO42還原率都略微上升，說明低濃度的SO42對(duì)去除COD是有利的，同時(shí)SO42的還原還能夠提高M(jìn)PB的活性；當(dāng)進(jìn)水SO42濃度為500~1500mgL時(shí)，對(duì)COD的去除率緩慢下降（97.5％～90％），而SO42還原率穩(wěn)定在96％左右，說明在此SO42濃度范圍內(nèi)，MPB與SRB產(chǎn)生了基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，但進(jìn)水SO42濃度對(duì)產(chǎn)甲烷菌的活性影響很?。划?dāng)進(jìn)水SO42濃度為2000mgL時(shí)，對(duì)COD的去除率和SO42還原率都有較大幅度的下降（

3、僅有80％和75％），反應(yīng)器的運(yùn)行狀況變差，說明硫酸鹽的存在對(duì)MPB和SRB都產(chǎn)生了一定的抑制作用；當(dāng)進(jìn)水SO42濃度為2500mgL時(shí)，對(duì)COD的去除率和SO42還原率都大幅度下降，說明硫酸鹽對(duì)MPB和SRB均產(chǎn)生了嚴(yán)重的抑制作用，反應(yīng)器無法正常運(yùn)行，對(duì)COD的去除率急劇下降，反應(yīng)器失去厭氧消化能力。王偉等［9］通過EGSB試驗(yàn)裝置進(jìn)行研究也得出基本一致的結(jié)論，只有進(jìn)水SO42濃度為2000mgL以下時(shí)，反應(yīng)器可以正常運(yùn)行。3.23.

4、2CODSO42CODSO42值的影響值的影響如前所述，在SRB生長(zhǎng)代謝過程中，硫酸鹽作為電子受體不可缺少。少量的硫酸鹽（或硫化物）有益于厭氧消化過程［8］，但當(dāng)廢水中含硫酸鹽過高時(shí)，會(huì)對(duì)厭氧生物處理產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用。硫酸鹽濃度影響至少有下面兩個(gè)方面的原因：（1）由于SRB與MPB爭(zhēng)奪H2和乙酸而導(dǎo)致的初級(jí)抑制；（2）由于高濃度溶解性硫化物直接破壞MPB的細(xì)胞功能，從而引起MPB數(shù)量減少而導(dǎo)致次級(jí)抑制。CODSO42值是影響SRB與M

5、PB競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的重要指標(biāo)。SO42生物還原過程中所需CODSO42的理論值為0.67，從理論上講，高于此值SO42可以完全還原；低于此值只能部分還原。如果考慮到甲烷菌與硫酸鹽還原菌對(duì)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，SO42完全還原所需的COD要大于理論值。Chio和Rim［3］認(rèn)為CODSO42超過2.7時(shí)MPB占優(yōu)勢(shì)，而CODSO42比值小于1.7時(shí)SRB占優(yōu)勢(shì)。其比值在1.7～2.7之間MPB和SRB激烈競(jìng)爭(zhēng)。李清雪等［8］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CODSO42

6、比值為3.3～2.0時(shí)，COD的去除率及對(duì)硫酸鹽的還原率均較好；當(dāng)CODSO42比值為2.0～2.5時(shí)，反應(yīng)效率降低；當(dāng)CODSO42比值≤2.0時(shí)，反應(yīng)器運(yùn)行失敗?？资绛偟龋?0］經(jīng)研究表明，CODSO42比值為2.0的溶液中硫酸鹽的去除率達(dá)到了91.6%；CODSO42比值=1.5的溶液中，硫酸鹽的去除率為74.8%；而CODSO42比值=0.75的溶液中硫酸鹽的去除率僅為50.5%。3.33.3SO42SO42負(fù)荷對(duì)處理效果的影響

7、負(fù)荷對(duì)處理效果的影響楊景亮等［11］利用硫酸鹽還原菌還原青霉素廢水中的SO42的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SO42負(fù)荷是影響SO42還原效果的重要因素。當(dāng)SO42濃度為800~2000mgL，硫酸鹽的負(fù)荷率（Ns）為5，7，9和10kg（m3d）時(shí)，SO42去除率分別為93.2％，86％，82％和76％。王偉等［9］采用EGSB實(shí)驗(yàn)裝置處理高濃度硫酸鹽廢水在20和9kgSO42（m3d）的運(yùn)行條件下，取得了較好的處理效果。任南琪等［12］研究表明：

8、當(dāng)碳硫比值為2.0，Ns低于7.5kg（m3d）時(shí)，SO42去除率仍然大于80％；當(dāng)負(fù)荷繼續(xù)提高到9.5kg（m3d）時(shí)，硫酸鹽的去除率已下降到71％?？梢姡琋s是系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行的重要影響因素之一。4.14.1pHpH的影響的影響pH也是影響SRB代謝功能的重要生態(tài)因子之一。其主要表現(xiàn)在pH會(huì)影響硫化物在水中的存在狀態(tài)。當(dāng)pH值為6時(shí)，90％的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當(dāng)pH值為7時(shí)，只有50％的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當(dāng)pH值為8時(shí)，

9、則硫主要以HS－狀態(tài)存在［13］。除上述影響之外，pH的影響還表現(xiàn)在：（1）pH引起細(xì)胞膜電荷的變化，進(jìn)而影響SRB對(duì)底物的吸收；（2）影響SRB代謝過程中各種酶的活性與穩(wěn)定性，改變底物的可給性與毒物的毒性；（3）細(xì)胞內(nèi)pH值的改變影響許多生化反應(yīng)的進(jìn)行及ATP的合成。SRB盡管比產(chǎn)酸菌的適應(yīng)能力強(qiáng)，但能耐受的pH值范圍相對(duì)產(chǎn)酸菌所耐受的pH值范圍窄，在過低的pH值條件下，氫離子能與細(xì)胞膜中的酶相互作用，降低細(xì)胞膜上酶的活性，使得SRB

10、難以生長(zhǎng)硫酸鹽還原難以順利進(jìn)行。SRB適合于微堿性的環(huán)境條件（pH值為7.0～8.0），其最佳pH值范圍為7.5～7.8。由于MPB的最適生長(zhǎng)pH范圍為6.8～7.2，所以針對(duì)高濃度COD、高濃度SO42的廢水處理，國(guó)內(nèi)學(xué)者通常采用pH在6.5～7.5之間。崔高峰［14］用UASB反應(yīng)器處理硫酸鹽廢水，pH控制在7.2左右，取得了較好的效果。楊景亮［15］使用上流式厭氧污泥床，pH值為6.4～6.9時(shí)運(yùn)行效果良好。TsuyoshiIma

11、i［16］在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，pH值選擇7.0～7.5的范圍，總?cè)芙饬蚧铮℉2SHS－）和游離H2S濃度分別超過400和200mgL時(shí)，會(huì)對(duì)MPB產(chǎn)生抑制作用，但在7.5～8.0范圍調(diào)整基質(zhì)pH值，可以克服種種抑制作用。多數(shù)研究者認(rèn)為適當(dāng)提高pH值，使處理處于堿性范圍，對(duì)厭氧處理有利，但以不超出8.0為宜。4.24.2硫化物對(duì)硫化物對(duì)MPBMPB的次級(jí)抑制作用的次級(jí)抑制作用在厭氧條件下硫酸鹽經(jīng)SRB的代謝作用產(chǎn)生了多種中間代謝產(chǎn)物最終產(chǎn)物是

12、硫化物。硫化物是MPB所必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一但高濃度的硫化物會(huì)對(duì)MPB產(chǎn)生抑制作用。一般來說硫化物對(duì)任何厭氧微生物都有毒害作用只是毒害的程度不同。有些人認(rèn)為MPB受毒害的程度大而有些人認(rèn)為與MPB相比SRB對(duì)總硫要敏感得多。不同含硫化合物具有不同程度的毒性其順序如下:游離H2S硫離子(S2O)亞硫酸鹽硫代硫酸鹽硫酸鹽。據(jù)資料報(bào)道硫化物的毒性取決于pH值而硫化物的抑制作用又以H2S的毒害最大因?yàn)橹挥兄行缘腍2S分子才能接近并穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁

13、從而進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)產(chǎn)生作用。有關(guān)硫化物對(duì)MPB的毒害濃度有大量報(bào)道但濃度范圍很大從100mgL～1100mgL不等。對(duì)H2S的毒害范圍沒有直接報(bào)道一般是以硫的濃度表示這可能是pH為控制H2S量的主要因素。產(chǎn)甲烷菌或產(chǎn)甲烷過程的硫化物抑制濃度相差甚大這可能與污泥馴化方法、污泥馴化程度、反應(yīng)器類型、反應(yīng)器中pH值、反應(yīng)器所采用的負(fù)荷、產(chǎn)甲烷菌的存在形態(tài)以及難以精確控制和測(cè)定反應(yīng)器內(nèi)的pH值和游離H2S濃度有關(guān)。5結(jié)語結(jié)語眾所周知，廢水中的硫酸

14、鹽達(dá)到一定程度，對(duì)厭氧處理有抑制作用，其原理不僅表現(xiàn)在SO42的還原產(chǎn)物對(duì)微生物的普遍毒性，還表現(xiàn)在SRB和MPB之間對(duì)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)作用。為取得良好的處理效果，本文參考大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，歸納幾種關(guān)鍵因素的一般控制范圍，以方便廣大科研工作者對(duì)類似廢水處理工藝的控制：進(jìn)水SO42濃度≤2000mgL，CODSO42比值≥2.0，SO42負(fù)荷≤9kg（m3d），反應(yīng)器內(nèi)pH7.5～8.0，P（當(dāng)以去COD為主時(shí)）小于175mV，溫度控制在30～3