1 硫酸盐还原菌(SRB)处理废水的机
理及厌氧环境中的影响因子
1.1硫酸盐还原菌(SRB)的分类
SRB 是一类厌氧菌,革兰氏染色成阴性。目前已知的SRB有40多种,分类也较为复杂。通常根据其对不同有机物的利用性能,将SRB分为8个属[1](见表1)。
1.2 硫酸盐还原菌(SRB)处理废水的机理
对于硫酸盐还原菌(SRB)的代谢机理已有很多报道,但对其合成代谢过程的研究尚不明确,对其分解代谢过程已做过较多研究,现就SRB处理废水的机理简单概括如下:
1. 2.1 SRB 对SO42-的还原机理
关于SRB 还原SO42-的机理,具体分为三个阶段;
(1)分解阶段。在厌氧状态下,有机物通过“基质水平磷酸化”产生ATP和高能电子;
(2)电子转移阶段。在(1)阶段产生的高能电子通过SRB特有的电子传递链(如黄素蛋白、细胞色素C等)逐级传递,同时产生大量的ATP。
(3)氧化阶段。此阶段中电子转移给氧化态的硫元素(SO42-),将其还原为S2-,产生H2S,同时消耗ATP。
SRB除了以硫酸盐为电子受体进行还原反应外,还需要有机物为其提供能量并作为生化反应的电子供体。
1.2.2 SRB处理含重金属离子废水的机理
(1)因为重金属离子的硫化物在水中的溶度积极小,所以在SO42-还原时产生的H2S 与重金属离子反应生成固体硫化物沉淀而得以去除;
(2) SRB还原SO42-时会产生碱度,使被处理的废水pH值提高,而许多重金属离子的氢氧化物溶解度很小,故有利于重金属离子形成氢氧化物沉淀去除;
(3) SRB代谢过程中分解有机物会生成CO2,部分重金属可以转化成不溶性的碳酸盐而去除;
(4)利用SRB 菌体细胞的直接吸附作用,将重金属离子吸附在胞外聚合物上同污泥一同沉淀,从而从水中去除;
(5) SRB的新陈代谢过程可以通过主动吸收、转化并最终积存在细胞原生质内,以此清除重金属的毒害。微生物细胞对重金属的毒害有一定限度的忍耐,超过某一限度可能会抑制SRB 的生长代谢。
1.3 废水厌氧处理中对SRB 的影响因子
1.3.1 pH值
pH是影响SRB 代谢功能的重要生态因子,SRB能适应的pH 值范围很窄,过高或过低的pH 均会抑制SRB 的生长及代谢。pH 对SRB代谢功能的影响主要表现在: ①pH引起细胞膜内电荷的变化,进而影响SRB 对底物的吸收;②影响SRB代谢过程中各种酶的活性和稳定性,会改变底物的可给性与毒物的毒性;③改变细胞内的pH,影响ATP的合成和许多生化反应的进行。
SRB 一般适合在中性偏碱的环境下生长,不同研究者对于最佳pH 的研究结果不同。有研究表明,SRB 在pH为6.5~ 7.5范围内生长良好,最佳pH 是7.5。SRB 不能在pH<5.5,pH>8.0的环境中生存。Renze认为SRB在pH < 6的条件下一般不生长,pH 在6.48~ 7.43之间硫酸盐还原效果最好,在6.6时得到最大的硫酸盐还原率。一般认为SRB更适合在pH 为7.0~ 7.8的环境下生存,它能忍耐的最大pH 范围为5.5~ 9.0。