厌氧处理硫酸盐有机废水的微生物学

厌氧处理硫酸盐有机废水的微生物学厌氧处理硫酸盐有机废水的微生物学冀滨弘1，章非娟2，穆军2，宋力杰2深圳市排水管理处同济大学环境科学与工程学院摘要摘要：对间歇厌氧反应器、UASB反应器、复合式厌氧反应器和厌氧滤池污泥中的发酵细菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌的数量和生物相进行了分析，并观察了颗粒污泥的结构，剖析了影响厌氧颗粒污泥形成的因素。关键词关键词：硫酸盐有机废水；发酵细菌；硫酸盐还原菌；产甲烷菌；颗粒污泥1试验材料与方法试验材料与方法1.1培养基和稀释水的配制培养基和稀释水的配制试验所用的各类细菌的培养基配方如下：①发酵细菌蛋白胨：10.0g；牛肉膏：3.0g；NaCl：5.0g；蒸馏水：1000mL；pH＝7.4～7.6。②硫酸盐还原菌K2HPO4·3H2O：0.5g；CaCl2·2H2O：0.1g；MgSO4·7H2O：2.0g；FeSO4·7H2O：0.5g；维生素C：0.1g；NH4Cl：1.0g；乳酸钠(70%)：5.0g；酵母膏：1.0g；NaCl：1.0g；硫代乙醇酸：0.1g；蒸馏水：1000mL；pH＝7.0～7.5。③产甲烷菌K2HPO4·3H2O：0.4g；CaCl2·2H2O：0.2g；MgSO4·7H2O：1.0g；MgCl2·6H2O：4.0g；NH4Cl：0.25g；NaCl：1.0g；KCl：0.3g；Na2S·9H2O：0.5g；CH3COONa：2.0g；NaHCO3：2.0g；(NH4)2Fe(SO4)2·7H2O：0.0028g；KH2PO4：0.14g；酵母粉：1.0g；刃天青：0.0002g；半胱氨酸：0.5g；沼气发酵液：300mL；蒸馏水：1000mL；pH＝7.0。稀释水配方如下：NaCl：7g；蒸馏水：1000mL；pH＝7.2～7.4。1.2微生物的计数和观察方法微生物的计数和观察方法微生物的计数采用三管最大可能数(MPN)法［1］。培养一定时间后(发酵细菌1d，产甲烷细菌21d，硫酸盐还原菌7d)观察生长结果，判断细菌生长阳性的依据如表1所示［2］。表1厌氧细菌生长阳性的判断依据表1厌氧细菌生长阳性的判断依据细菌类群生长阳性的主要判断依据发酵细菌培养液混浊产甲烷细菌产生甲烷气体硫酸盐还原菌产生FeS黑色沉淀2试验结果试验结果各反应器的运行情况见表2。表2反应器的运行情况表2反应器的运行情况进水条件反应器类型COD负荷［kg/(m3·d)］COD去除率(%)SO42-负荷［kg/(m3·d)］SO42-还原率(%)反应器序号COD/SO24-Fe(Ⅱ)(mg/L)COD(mg/L)SO42-(mg/L)1＃1∶1/60006000间歇式0.673.20.640.12＃1∶11.860006000间歇式0.6750.644.9http://www.chinacitywater.org中国城镇水网3＃2∶1/120006000间歇式1.254.10.681.54＃2∶1100120006000间歇式1.282.70.682.65＃5∶1/50001000UASB571.7183.26＃5∶1/50001000复合式566.7193.37＃2∶1/20001000厌氧滤池432.0269.78＃2∶1/20001000厌氧滤池431.3262.89＃2∶1/20001000厌氧滤池425.2255.9各类细菌计数结果见表3，间歇厌氧反应器中的微生物见图1。表3微生物的计数结果个/mL表3微生物的计数结果个/mL序号发酵细菌硫酸盐还原菌产甲烷细菌硫酸盐还原菌数/产甲烷菌数1＃(混合)4.5×1067.5×1051.4×1055.42＃(混合)2.0×1061.1×1061.5×1057.33＃(混合)2.0×1071.5×1061.1×104136.44＃(混合)1.4×1074.0×1067.5×1055.35＃(下层)1.4×1087.5×1061.4×104535.76＃(下层)1.4×1084.5×1092.5×1031.8×1067＃(上层)1.4×1061.1×1071.4×1037.9×1038＃(中层)1.1×1071.4×1081.1×1061.3×1029＃(下层)1.1×1084.5×10111.1×1024.1×1093讨论讨论3.1间歇厌氧反应器的生物相间歇厌氧反应器的生物相图1和表3表明，在4个间歇厌氧反应器中都是发酵细菌数量最多，硫酸盐还原菌次之，产甲烷菌最少。计数结果与各反应器水质分析结果基本相符，说明投加铁对抑制硫酸盐还原菌作用不大。由于进水SO24-浓度较高(6000mg/L)，在SO42-不受限制的条件下，硫酸盐还原菌比产甲烷菌具有热力学上的优势，因此硫酸盐还原菌生长繁殖得较好；采用以驯化产甲烷菌为主的驯化过程有利于产甲烷菌与硫酸盐还原菌的竞争