硫酸盐还原菌的生长影响因子及脱硫性能的研究

第18卷第2期高校化学工程学报No.2Vol.182004年4月JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversitiesApr.2004文章编号：1003-9015(2004)02-0218-06硫酸盐还原菌的生长影响因子及脱硫性能的研究万海清1,苏仕军2,朱家骅1,万雪松1,葛长海1(1.四川大学化工学院，四川成都610065；2．四川大学环境系，四川成都610065)摘要：采用单因素法研究从硫酸厂淤泥厌氧菌群中分离筛选的硫酸盐还原菌(SRB)，分析生物脱硫过程中影响SRB生长及其还原硫酸盐性能的主要因素。结果表明，分离获得的SRB的菌体呈弧状或细杆状，初步鉴定为脱硫弧菌属细菌。该菌是典型的嗜中温菌，培养与应用转化时均以35℃最为适宜，生长环境酸碱度范围较宽，最适宜范围为pH6.0~6.5；是非严格厌氧型菌，适量氧气不会影响细菌生长。SRB在COD/SO42−质量比值达到2.0~2.5时，培养与应用转化时的最适宜温度为35°C，以含有醇羟基的有机碳作为有效的电子供体，以SO42−作为电子受体，4天左右即可对生长环境、脱除烟气中SO2后的垃圾渗沥液中COD、SO42−进行较好的转化还原，SO42−转化能力可达1800mg⋅L−1。关键词：硫酸盐还原菌(SRB);生态因素;脱硫性能;垃圾渗沥液中图分类号：X799.3文献标识码：A1前言城市生活垃圾处理会产生垃圾渗沥液。渗沥液为高浓度有机废水，浓度变化大，含碳氢化合物、硫酸盐、硝酸盐和一些重金属离子，细菌含量很高，是城市水体的恶性污染源。目前我国大部分大中城市都建有的热电厂燃煤烟气大量排放SO2，是城市大气污染的源头。对于上述两种污染的治理均是我国城市发展的重大环境问题。有不少正在探索中的治理方法，但至今尚未将此二者相关联。本课题根据燃煤烟气和城市垃圾渗沥液的酸碱性质构思了垃圾渗沥液烟气脱硫互补体系[1，2]。本文报道了经烟气中和、气提后的垃圾渗沥液中微生物转化的初步实验结果。硫酸盐还原菌(SRB)使脱除烟气中SO2的垃圾渗沥液中SO42−还原为S2−，再用硫细菌将S2−氧化为单质硫。在SO42−还原为S2−的过程中，这种垃圾渗沥液中高浓度的有机物能够充分作为电子供体[3]，硫酸盐作为有机物异化作用的电子受体；同时城市生活垃圾填埋厌氧发酵自然产生大量有机酸(脂肪酸)，这既使渗沥液pH降低，又是SRB的良好碳源；从而实现了烟气与垃圾渗沥液两种环境污染物的联合转化。2材料和方法2.1菌种硫酸盐还原菌由实验室自行分离获得。2.2脱除烟气中SO2后的垃圾渗沥液由四川大学环境工程实验室提供。2.3主要的培养基液体培养基：参照Leathen(LTH)培养基[4]，并加以改良；固体培养基；加富驯化培养基。2.4SRB还原硫酸盐能力的鉴定用PbAc试纸法。2.5硫酸盐还原率的测定参照谢贤群的方法[5]略作修改。2.6H2S的分析参考文献[6]中“H2S的分析法”中的碘量法进行。收稿日期：2003-07-04;修订日期：2003-11-11。基金项目：国家自然科学基金(20076030)。作者简介：万海清(1964-)，男，四川营山人，四川大学副教授，四川大学博士生。通讯联系人：朱家骅，E-mail:Jhzhu@scu.edu.cn第18卷第2期万海清等：硫酸盐还原菌的生长影响因子及脱硫性能的研究2192.7化学需氧量(CODCr)的测定参照谢贤群的方法[5]。2.8SRB生长量的测定光吸收法(可见、紫外)。3结果及分析3.1试验菌的形态特征及染色特性为了实现对两种环境污染物的联合转化，有效降低脱除烟气中SO2后的垃圾渗沥液中[SO42−]、COD量等，从硫酸厂废水淤泥土样中分离出了具有硫酸盐还原转化性能的菌株(SRB)。SRB菌落早期为乳黄色、湿润光滑、直径约0.5~1mm，后期为黑色、表面凸起、直径约1~2mm。细胞为革兰氏染色阴性，无芽孢，大多数有单极生鞭毛，具有摇摆式或螺旋式运动。细胞生长形态有卵圆形、短棒状、弧杆状、杆状。成型细胞基本为细小弧状、杆状，大小为0.35~0.55µm×1.0~3.0µm(图1)。根据伯杰氏细菌鉴定手册，将所得SRB初步鉴定为脱硫弧菌属细菌。微生物的各种行为与其周围环境中各种因素密切相关。SRB在脱除烟气中SO2的垃圾渗沥液中的生长、处理转化底物的性能，均受到[SO42−]、COD、碳源种类、不同电子供体、还原环境中溶解氧、Cl、Fe2+、pH、温度等因素的影响。本文对影响SRB生长、性能的主要因素进行了研究，为处理转化脱除烟气中SO2的垃圾渗沥液研究提供了基础。3.2SO42－浓度对SRB生长的影响将SRB在30~35℃下进行厌氧液体培养([SO42−]为1500mg⋅L−1)，测OD605nm值(测时要减少黑色Fe