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
1.2 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[2]。
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[3]。Renze[4]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。
1.3.2 温度
温度是影响硫酸盐还原的重要环境因素，它直接决定SRB的生长速度和代谢活性。根据SRB对环境温度要求不同，将其分类为中温菌和嗜热菌两类。目前研究报道的SRB 大多为中温菌，其一般适合在30℃左右境环中生长[5]，最佳生长温度在30.5℃。此外有研究表明[6]: 温度在31℃~35℃时，对SRB 活性影响不大，温度小于30℃时活性受到抑制，温度降至20℃时活性受到强烈抑制。在含硫酸盐的废水和各种菌种混合共生的复杂体系中，一般在35℃是硫酸盐的还原率最大[2]。
1.3.3 氧
早期研究表明，SRB是严格的厌氧菌，不能以氧气作为电子受体进行代谢。但有研究[7]表明: SRB可以在含氧量4.5 mg/L的环境中生长，但环境中的含氧量达到9.0 mg/L时，则不能生长。但总体来说，SRB 属于厌氧菌，适合其生长的氧化还原电位(Eh)须低于- 100mV。
1.3.4 碳源
碳源是SRB 代谢过程的重要影响因素。它为SRB 提供能量并作为电子供体参与硫酸盐还原过程。最初的研究认为SRB 仅能利用有限的基质作碳源，如乳酸盐、丙酸盐、反丁烯二酸、苹果酸、乙醇等。但近些年国内外学者利用不同的培养基进行研究，发现SRB可利用的有机碳源的种类不断扩大，迄今为止发现可以作为碳源的种类有100多种。除以上谈到的有机碳源外，SRB 还可以利用尿素、乙酸、丙酸、丁酸和长链脂肪酸及苯甲酸。有报道称乳酸盐(乳酸)是最合适的碳源。但其也存在不足，如价格比较昂贵，SRB对其只能部分分解而使处理后的水中存在大量的COD和有机碳。因此，这称为其应用到具体工程中的限制因素。
Chang等人[8]研究结果表明，多种有机废弃物均可作为SRB 的碳源，这其中包括干草、稻草、泥炭、用过的蘑菇堆肥及废纸回收站的污泥。李亚新[6]用生活垃圾酸性中温发酵产物做有机碳源，对酸性矿山废水处理效果进行了研究，结果证明可行。
1. 3.5 硫化物
SRB 在厌氧条件下将硫酸盐还原成S2- 、HS- 、H2S，H2S在气、液两相中都存在。还原产物对SRB 有毒害作用，其中游离H2 S的毒害作用最强。这可能是由于H2S 成电中性，能穿透带负电的菌体细胞膜而破坏蛋白质[9]。关于硫化物影响SRB 反应的机理，部分学者认为可能是由于硫化物与SRB特有的电子传递链中Fe结合生成FeS而使电子传递系统失去活性。也可能是H2S 内在的毒性对系统直接作用的结果[10]。
1.3.6 重金属离子
重金属离子对微生物的生长代谢有抑制作用。Oliver[11]等发现，金属对SRB 的抑制顺序为Cu>Cd> Ni>Zn>Cr>Pb。抑制SRB的金属浓度分别为20 mg/L Cd、20mg/LCu、25mg/LZn、20mg/LNi、60mg/LCr和75mg/LPb及10mg/L的金属混合液。此外硫酸盐浓度较高时，Ca2+能沉积在污泥表面妨碍物质交换，致使污泥完全丧失活性[12]。故含高浓度硫酸盐废水处理中，Ca2+也能抑制SRB代谢作用。
2 硫酸盐还原菌(SRB)在废水处理中的应用研究
根据SRB 生化代谢特性可见其在废水处理中有极大的潜力和广阔的前景。近些年来SRB 法被广泛应用在处理酸性矿山废水、重金属离子废水及高浓度硫酸盐废水等方面的研究，取得了一定效果，已成为废水处理领域的前沿课题。
2.1 利用硫酸盐还原菌处理重金属离子废水
工业生产中排放的含有重金属离子的废水对环境危害巨大。重金属离子一旦进入天然水体内，便不能自行去除。水生动植物一旦摄取这些离子，就会沉积在体内，严重影响其生长发育。而重金属离子最终会通过食物链的作用在人体内累积，其有很强的致病性，严重威胁着人体健康。对重金属离子污染的治理一直是人们关注的课题。近些年来，利用SRB 处理重金属离子废水的研究取得了一定的效果。
1994-1998年间，由美国环保总署(EPA)提供资金，利用SRB对利利- 奥芬博依矿的酸性矿山废水进行处理和控制，半工业试验[13]结果表明金属去除率为: Zn 99%，A l99%，Mn 96%，Cd 98%，Cu96%。Sm ith W L[14]等以乳酸盐为电子供体，利用SRB生物膜对某制革厂含C r废水进行处理。结果浓度为500μmo l/L的含Cr(Ⅵ)废水在经过48 h处理后去除率达到88%，绝大部分可溶性有毒Cr(Ⅵ)被还原成为了不溶的Cr(Ⅲ)，同时发现由于Cr(Ⅵ)得毒性作用，废水处理过程中仅有10% 的SRB 保持着生物学活性。田小光等[15]采用化学还原法并结合SRB吸附法研究了从电镀厂的含铬废水中去除铬。当废水中Cr(Ⅵ)的质量浓度为30~40mg/L 时，Cr(Ⅵ) 的去除率可达99.67% ~99.97%。冯易君等[16]在研究共存离子对SRB 处理含铬废水的影响中发现，经过SRB 处理后，废水中的铬离子质量浓度从处理前的98mg/L下降到8.1 mg/L，其它离子也得到去除。如铅的质量浓度从0.27 mg/L降到0.02 mg/L，锡的质量浓度从1.75 mg/L降到0.3 mg/L。江苏大学缪应祺[17]对用SRB处理钛白粉生产废水的研究结果表明，对模拟废水，42h内SO42-的去除率达到92.1% ; 对实际废水，42 h内，SO42-的去除率可达到83.5%; COD/SO42-值对SO42-离子的去除有较大影响，比值在2~ 3时效果最佳。
现代工业中的食品、制药、造纸等工业生产中会排放大量的高浓度硫酸盐的有机废水。此类废水排放至水体中，会使水体发臭影响其水质指标。特别是在厌氧条件下硫酸盐经过生化反应产生刺激性气味的H2S，危害水生生态环境以及人体健康。对于高浓度硫酸盐有机废水，采用SRB生物脱硫法具有投资少、成本少、低能耗、去除率高及无二次污染等特点。