so42- 濃度的影響

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

2、的去除率和SO42還原率都略微上升，說明低濃度的SO42對去除COD是有利的，同時SO42的還原還能夠提高MPB的活性；當進水SO42濃度為500~1500mgL時，對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)競爭，但進水SO42濃度對產(chǎn)甲烷菌的活性影響很小；當進水SO42濃度為2000mgL時，對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％），反應器的運行狀況變差，說明硫酸鹽的存在對MPB和SRB都產(chǎn)生了一定的抑制作用；當進水SO42濃度為2500mgL時，對COD的去除率和SO42還原率都大幅度下降，說明硫酸鹽對MPB和SRB均產(chǎn)生了嚴重的抑制作用，反應器無法正常運行，對COD的去除率急劇下降，反應器失去厭氧消化能力。王偉等［9］通過EGSB試驗裝置進行研究也得出基本一致的結(jié)論，只有進水SO42濃度為2000mgL以下時，反應器可以正常運行。3.23.

4、2CODSO42CODSO42值的影響值的影響如前所述，在SRB生長代謝過程中，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］，但當廢水中含硫酸鹽過高時，會對厭氧生物處理產(chǎn)生嚴重的抑制作用。硫酸鹽濃度影響至少有下面兩個方面的原因：（1）由于SRB與MPB爭奪H2和乙酸而導致的初級抑制；（2）由于高濃度溶解性硫化物直接破壞MPB的細胞功能，從而引起MPB數(shù)量減少而導致次級抑制。CODSO42值是影響SRB與M

5、PB競爭關系的重要指標。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基質(zhì)的競爭，SO42完全還原所需的COD要大于理論值。Chio和Rim［3］認為CODSO42超過2.7時MPB占優(yōu)勢，而CODSO42比值小于1.7時SRB占優(yōu)勢。其比值在1.7～2.7之間MPB和SRB激烈競爭。李清雪等［8］的實驗結(jié)果表明，CODSO42

6、比值為3.3～2.0時，COD的去除率及對硫酸鹽的還原率均較好；當CODSO42比值為2.0～2.5時，反應效率降低；當CODSO42比值≤2.0時，反應器運行失敗。孔淑瓊等［10］經(jīng)研究表明，CODSO42比值為2.0的溶液中硫酸鹽的去除率達到了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負荷對處理效果的影響

7、負荷對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的試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SO42負荷是影響SO42還原效果的重要因素。當SO42濃度為800~2000mgL，硫酸鹽的負荷率（Ns）為5，7，9和10kg（m3d）時，SO42去除率分別為93.2％，86％，82％和76％。王偉等［9］采用EGSB實驗裝置處理高濃度硫酸鹽廢水在20和9kgSO42（m3d）的運行條件下，取得了較好的處理效果。任南琪等［12］研究表明：

8、當碳硫比值為2.0，Ns低于7.5kg（m3d）時，SO42去除率仍然大于80％；當負荷繼續(xù)提高到9.5kg（m3d）時，硫酸鹽的去除率已下降到71％。可見，Ns是系統(tǒng)能否穩(wěn)定運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會影響硫化物在水中的存在狀態(tài)。當pH值為6時，90％的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當pH值為7時，只有50％的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當pH值為8時，

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引起細胞膜電荷的變化，進而影響SRB對底物的吸收；（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）細胞內(nèi)pH值的改變影響許多生化反應的進行及ATP的合成。SRB盡管比產(chǎn)酸菌的適應能力強，但能耐受的pH值范圍相對產(chǎn)酸菌所耐受的pH值范圍窄，在過低的pH值條件下，氫離子能與細胞膜中的酶相互作用，降低細胞膜上酶的活性，使得SRB

10、難以生長硫酸鹽還原難以順利進行。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pH范圍為6.8～7.2，所以針對高濃度COD、高濃度SO42的廢水處理，國內(nèi)學者通常采用pH在6.5～7.5之間。崔高峰［14］用UASB反應器處理硫酸鹽廢水，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時運行效果良好。TsuyoshiIma

11、i［16］在實驗中發(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，會對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)研究者認為適當提高pH值，使處理處于堿性范圍，對厭氧處理有利，但以不超出8.0為宜。4.24.2硫化物對硫化物對MPBMPB的次級抑制作用的次級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所必要的營養(yǎng)物質(zhì)之一但高濃度的硫化物會對MPB產(chǎn)生抑制作用。一般來說硫化物對任何厭氧微生物都有毒害作用只是毒害的程度不同。有些人認為MPB受毒害的程度大而有些人認為與MPB相比SRB對總硫要敏感得多。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的毒害最大因為只有中性的H2S分子才能接近并穿透細菌的細胞壁

13、從而進入細菌體內(nèi)產(chǎn)生作用。有關硫化物對MPB的毒害濃度有大量報道但濃度范圍很大從100mgL～1100mgL不等。對H2S的毒害范圍沒有直接報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、反應器類型、反應器中pH值、反應器所采用的負荷、產(chǎn)甲烷菌的存在形態(tài)以及難以精確控制和測定反應器內(nèi)的pH值和游離H2S濃度有關。5結(jié)語結(jié)語眾所周知，廢水中的硫酸

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