硫酸盐还原菌生理特性及其在废水处理中的应用

污水处理硫酸盐还原菌生理特性及其在废水处理中的应用*方艳闵小波柴立元袁林王璞王娜(中南大学冶金科学与工程学院环境工程系长沙410083)摘要硫酸盐还原菌(SRB)是一类利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的严格厌氧菌。介绍了SRB的生理特性及检测方法,在阐明SRB降解水中污染物原理的基础上,充分探讨了SRB在处理重金属废水、无机和有机废水中的应用现状及研究进展,指出SRB固定化技术是其发展的必经之路。关键词硫酸盐还原菌生理特性废水处理PhysiologicalCharacteristicsofSulfateReducingBacteriaandItsApplicationinWastewaterTreatmentFANGYanMINXiaoboCHAILiyuanYUANLinWANGPuWANGNa(Dept.ofEnvironmentalEngineering,CentralSouthUniversityChangsha410083)AbstractSulfatereducingbacteria(SRB)isonekindofstrictanaerobicbacteriathatusessulfateorotheroxidativesulfidesaselectron-acceptorstocatabolizeorganicmaterials.PhysiologicalcharacteristicsanddetectivemethodsofSRBareintroducedinthispaper.ApplicationstatusandresearchprogressofSRBinthetreatmentofwastewatercontainingheavymetals,inorganicandorganiccompoundsarediscussedbasedonthedegradationprincipleofwastesbySRBandthedevelopmentdirectionofSRB,immobilizationtechnologyisalsopointedout.Keywordssulfatereducingbacteriaphysiologicalcharacteristicswastewatertreatment社会不断进步和人们生活水平的提高,使得各种废(污)水的产生量随之增多,由此带来的环境污染问题受到了人们极大的关注。废水处理法中的生物法由于成本低、效果好而倍受青睐,以硫酸盐还原菌(SulfateReducingBacteria,SRB)为代表的生物沉淀法作为一项新的实用技术应用前景广阔。近年来,人们对硫酸盐还原菌的研究越来越深入,国内外学者对硫酸盐还原菌研究做了大量的工作,包括SRB的生态特性、毒理学研究及其污染与防治方法、分离及筛选、处理工艺及反应器等[1~5]。从使用单一SRB菌种发展到使用SRB复合功能菌群及SRB污泥体系,从分批沉淀发展到厌氧污泥床、流化床工艺[6~9],建立了硫酸盐还原过程中SRB的限制性生态因子的神经网络模型,定量描述反应器状态空间中多生态因子对硫酸盐去除过程的控制与影响[10]。本文针对近年来硫酸盐还原菌的发展状况进行了综述,介绍了SRB的生理特性与检测方法,SRB处理废水的机理与特点,以及在各种废水中的研究现状与发展前景,指出SRB污泥固定化是一项颇有发展潜力的新技术。1SRB的生理特性及其检测1.1SRB的生理特性1.1.1SRB的分布硫酸盐还原菌(SRB)属于厌养型还原菌,它广泛分布于土壤、水稻田、海水、盐水、自来水、温泉水、地热地区,油井和天然气井,含硫沉积物,河底污泥、污水、绵羊瘤胃、动物肠道等环境中[3],它们生长的适宜的pH范围为6.5~7.5,温度范围为36~38e。1.1.2SRB的代谢机理SRB代谢利用硫酸盐,使环境中的硫酸盐减少或耗尽。由于S2-,HS-与氢结合生成反应的终产物H2S,使体系的氧化还原电位下降。SRB的合成代谢甚少,但对其分解代谢已有人作了不少研究[11],可以简单地将SRB的代谢过程分为3个阶段:分解代谢、电子传递、氧化,如图1所示。图1SRB的分解代谢过程从图1这一过程可以看出,SRB利用SO42-作为最终电子受体,将有机物作为细胞合成的碳源和电子供体,同时将SO42-还原为硫化物[12]。SRB的不同菌属生长所利用的碳源是不同的,最普遍的是利用C3、C4脂肪酸(乳酸盐、丙酮酸、苹果酸),国外也有许多研究者曾利用乙酸、丙酸、丁酸和一些长链肪酸以及初沉池污泥、剩余活性污泥、糖蜜、经过气提的奶酪乳清和橡胶废水等作为碳源进行过研究[13,14]。钱泽澎等人[15]研究表明,SRB利用丙酸盐、丁酸盐、乳酸盐、乙酸盐的