脱氮硫杆菌的分离及其在含硫化氢废水中的应用研究文献综述
2020-04-15 09:43:47
恶臭水的处理过程中会产生大量的恶臭气体, 其中硫化氢(H2S)是主要的恶臭污染物质之一[1]。恶臭水处理过程中产生的H2S主要来源于进水中硫酸盐 (SO42#8722;)的转化和含硫有机物的脱硫两个方面。在厌氧或缺氧的条件下硫酸盐还原菌(SRB)利用SO42#8722;作为电子受体氧化水的有机物,同时SO42#8722;被还原为S2#8722;;S2#8722;与H 结合形成H2S,从水中逸散到空气中形成恶臭污染[2]。人体吸入这种有害气体,先是会对人体的呼吸系统造成危害,也会对循环系统、内分泌系统、神经系统等造成一定的危害。长期吸入恶臭气体,会减少食欲、恶心甚至于呕吐,更严重的可能造成消化功能减退。恶臭气体不但会对人体肠胃造成损害,还能对精神造成伤害,比如能使人心情烦躁,心神不宁,注意力难以集中,判断力和记忆力下降,导致智商下滑,更严重甚至可以导致大脑层兴奋与抑制的调节功能失调,如此长期生活在这种恶臭环境下,最终可能导致死亡。因此如何处理恶臭污染是当前讨论的重要话题。
当前去除污水中的硫化物的物理方法主要有直接吹脱、曝气氧化、化学氧化、化学沉淀及吸附等方法[3]。最早使用的是直接吹脱方法,由于吹脱出的H2S对环境污染很大,所以被取代,曝气氧化是指向废水中注入空气或纯氧,将硫化物氧化成无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。但是该方法在处理过程中会有大量的硫化氢随着空气逃逸,达不到清理的目的[4]。化学沉淀法是往水中投加某种化学试剂是指与水中的硫化物发生互换反应,生成难溶于水的盐类,形成成电从而降低水中硫化物含量的方法。该方法便捷经济,但是要处理沉淀物,较为繁琐。吸附法指用活性炭或高分子吸附剂利用物理吸附将水中 硫化物吸附于吸附剂上,从而去除水中硫化物的方法。方便快捷,但是处理的范围有限制,像杂质较多的污水则没有办法彻底处理。
由于物理化学方法在处理范围和处理效果上的不足,于是采用生物的方法对水体进行脱硫处理是目前最为经济有效的方法。与传统的物化处理方法相比生物法去除H2S具有去除效率高。工艺设备简单。管理维护方便,运行费用低,二次污染小,可生成单质硫(S)回收矿质资源等优点因而得到广泛的应用[2]。在研究过程中发现硫细菌是参与生物氧化H2S的主要微生物。硫细菌能以氧气(O2)或硝酸盐(NO3#8722;)为电子受体氧化硫化物,获取能量或在细胞内聚集S[5]。脱氮硫杆菌是硫杆菌中较为特殊的一种,因具有菌种来源广泛、生态幅宽、胞外聚集S0等适合于工程应用的特点,成为氧化H2S和其他硫化物的重要的脱硫工程菌[5-6]。
目前脱氮硫杆菌的应用主要集中在污水的脱单脱硫方面[7],蔡靖[8]等人采用UASB反应器研究了pH和碱度对同步厌氧生物脱氮除硫工艺性能的影响。控制进水pH在7.5~8.0之间,反应器的最大容积硫化物和硝酸盐去除速率分别为2.96kg·(m·d)-1和0.47kg·(m3·d)-1(分别以硫元素、氮元素计),反应过程产碱及残留硫化物,均会导致反应液pH值过高(9.11±0.38),引发高负荷时工艺失稳。控制反应液pH在7.0±0.1范围,容积硫化物和硝酸盐去除速率分别可达4.78kg·(m3·d)-1和0.99kg·(m3·d)-1,容积效能高于控制进水pH时的相应值。利用脱氮硫杆菌去除污水系统中产生的H2S,当污水流量为500m3/h,停留时间2h,硫化物浓度为3—27mgS2-/L,NH4NO3连续4—8小时添加量为27.7kg/h时,硫化物的去除率可达到99%[2]。
在恶臭污染治理中应用较少,今后的发展方向应该是利用脱氮硫杆菌的脱氮和脱硫能力[9],进行恶臭气体中氨和H2S的同步去除。本课题主要内容是筛选和培养脱氮硫杆菌,研究了脱氮硫杆菌厌氧氧化在恶臭污染治理中的应用及其在同步处理含氮含硫恶臭物质方面的发展趋势。具有重要的理论意义和使用价值[10-11]。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1 试验材料和方法
2.1.1 试验材料
菌种来源:某污水处理厂的活性污泥
2.1.2 试验仪器
A360型紫外可见光分光光度计;TDL-40B型低速离心机;MODEL868pH计;QYC-200型恒温培养箱;THZ-82型恒温摇床