腐殖酸对硫酸盐还原菌厌氧还原硫酸盐的抑制效果及其机理研究

马彬彬等DOI:10.12677/wpt.2020.8100426水污染及处理然后将处理后的污泥倒入血清瓶密封保存于4℃冰箱中，2h后将上层清液倾倒，得到经重力沉降的污泥备用。在1L的培养瓶中加入上述备用污泥、0.192g乙酸钠、0.15g葡萄糖以及培养液(表1)，并加培养液使混合液体积为1L，使每个培养瓶中的COD浓度、pH和硫酸盐(24SO-)浓度分别为3000mg/L、7和600mg/L，然后持续通入氮气约5min，以维持氧化还原电位(ORP)在-300mV左右。将瓶口用橡胶塞密封后放入转速为150rpm、温度为35℃的恒温摇床中持续培养。每隔24h静置20min后倒掉上清液，补充适量乙酸钠、葡萄糖和硫酸盐，重新加入培养液使混合液体积为1L。重复以上操作，直至培养瓶中的污泥全变为黑色，连续监测气态H2S产量稳定达到800ppm以上，认为SRB驯化完成。Table1.Componentsandcontentsofculturemedium表1.培养液组分及含量组分浓度(mg/L)组分浓度(mg/L)基本元素K2HPO4?3H2O750NaH2PO4?H2O400NH4H2PO4250Na2SO488.75微量元素CaCl2?2H2O0.1MnCl2?4H2O0.015ZnSO4?7H2O0.1H3BO30.09CoCl2?6H2O0.06CuCl2?2H2O0.006NiCl2?6H2O0.009Na2MoO4?2H2O0.009NaSeO3?5H2O0.009Na2WO4?2H2O0.0152.1.2.试验用水及腐殖酸试验用水为人工模拟废水，其中各物质组分浓度见表2。试验所用腐殖酸(HA)购置于上海麦克林生化科技有限公司，HA中黄腐酸(FA)含量≥90%，分子式为C9H9NO6，相对分子质量为227.17，CAS号为1415-93-6。Table2.Componentsandcontentsofexperimentalwater表2.实验用水组分及含量组分浓度(mg/L)组分浓度(mg/L)CaCl2?2H2O11NaH2PO4?H2O76NH4Cl59KCl36Na2SO488.75MnCl2?4H2O0.015ZnSO4?7H2O0.03H3BO30.09CoCl2?6H2O0.06CuCl2?2H2O0.006NiCl2?6H2O0.009Na2MoO4?2H2O0.009NaSeO3?5H2O0.009Na2WO4?2H2O0.0152.2.试验方案本试验为序批次式试验。在500mL血清瓶中加入葡萄糖和乙酸钠混合电子供体，控制污泥浓度即MLSS在5000mg/L为，控制腐殖酸浓度梯度为0，40，80，120，160和200mg/L，加人工配水至400mL刻度线，加入电子供体后混合液的COD应控制在150mg/L。持续通入N2，直至混合液的ORP降至-150mV以下。将瓶口用橡胶塞密封后放入转速为150rpm、温度为35℃的恒温摇床中培养，投加各浓度HA的反应器分别培养12，24，36，48和60h，到达预定培养时间后，取出培养瓶，先测定H2S气体浓度，然后将培养瓶迅速转移至厌氧箱中，取样品上清液经0.45μm滤膜，滤液用于总硫化物，总有机碳(TOC)马彬彬等DOI:10.12677/wpt.2020.8100427水污染及处理的测定；取样品底泥进行酶活力的测定。2.3.测定方法H2S气体浓度通过ADSK-4硫化氢气体浓度检测仪测定；总硫化物的测定使用哈希DR2800便携式分光光度计测定；TOC采用岛津TOC仪测定；亚硫酸盐酶活力及腺嘌呤磷酰硫酸盐(APS)还原酶酶活力的测定采用Ostrowski和高艳的方法[5][6]。3.结果与讨论3.1.HA对SRB还原4SO2-的抑制效果SRB在厌氧条件下会将24SO-还原并产生H2S以及硫化物，根据图1和图2，投加了HA的反应器中，释放出的H2S气体以及水中产生的总硫化物都有了大幅度的减少，这表明HA对SRB还原24SO-有极强的抑制作用。除40mg/LHA外，其余浓度的HA在反应60h时对H2S气体产生的抑制效果均在80%以上，200mg/LHA的抑制效果更是达到了93.14%。40mg/LHA对总硫化物的产生抑制效果为44.67%，其余浓度HA的抑制效果相差不大，均在50%以上。Figure1.H2SgasconcentrationinthereactorunderdifferentconcentrationsofHA图1.不同浓度HA下反应器产生H2S气体浓度3.2.HA对SRB电子传递体系的影响据Bradley[7]研究，HA可作为最终电子受体参与微生物厌氧降解有机物。如图3所示，投加HA后，水中有机物均比未投加HA消耗更快，HA能够促进SRB对电子供体的利用。且