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影响硫酸盐还原菌的主要生态因子

【摘要】:硫酸盐还原菌比产甲烷细菌有较高的生长速率,较好的底物亲和力和较高的细胞产率。中温的硫酸盐还原菌最适生长温度为30~35℃,但可以承受42℃以下的温度。但最近的几项研究表明,硫酸盐还原菌能够在有分子氧存在的情况下存活,甚至能够利用分子氧。研究表明,硫酸盐还原菌暴露于分子氧环境中可以保持活性几小时甚至几天。非嗜盐性的硫酸盐还原菌培养基的pH值应调至7.1,嗜盐性的硫酸盐还原菌的培养基最好调至7.6。

硫酸盐还原菌(SRB)比产甲烷细菌有较高的生长速率,较好的底物亲和力和较高的细胞产率。因此,SRB比产甲烷细菌利用氢的能力强,假如有足够的硫酸盐,所有的氢都可以被SRB利用。在厌氧反应器中,与SRB共同生长的产甲烷细菌几乎没有利用氢的能力,这可以解释为什么SRB能更有效地利用氢。

乙酸是厌氧分解的最主要的中间产物,通常降解COD的70%要经过乙酸而降解。SRB与产甲烷细菌的热力学性质和生长动力学性质比较表明,在竞争乙酸时SRB比产甲烷细菌有优势,特别是在乙酸浓度比较低时,但在有些厌氧反应器中得出的结果有矛盾,这可能是由于在反应器中SRB与产甲烷细菌的竞争受到温度、细胞的固定化、硫酸盐浓度、污泥的类型和驯化等环境因子的影响。

影响硫酸盐还原菌活性的因素很多,其中主要有以下几方面:(l)同产甲烷细菌相似,硫酸盐还原菌也在两个温度段表现出较强的活性,一个是中温段,一个是高温段。中温的硫酸盐还原菌最适生长温度为30~35℃,但可以承受42℃以下的温度。高温菌种能够在50~70℃的范围内生长;(2)硫酸盐还原菌可以在pH4.5~9.5的范围内生长,而最适的pH范围则是6.5~8.0。在不同pH条件下硫化氢的存在形态如图9-6所示;(3)硫酸盐还原菌是严格的厌氧菌,其生长环境的氧化还原电位一般应保持在-100mV以下,故在好氧生物反应器中它们是不可能生长的。但最近的几项研究表明,硫酸盐还原菌能够在有分子氧存在的情况下存活,甚至能够利用分子氧。研究表明,硫酸盐还原菌暴露于分子氧环境中可以保持活性几小时甚至几天。已经在硫酸盐还原菌的几个属中发现了存在好氧呼吸能力,发现在脱硫弧菌属的几个亚属中有抗分子氧保护酶,如超氧化歧化酶、NADH氧化酶、过氧化氢酶;(4)碳硫比(COD/)对硫酸盐还原能力影响较大,为了有效地去除硫酸盐,碳硫比不应小于1.5。其次,采用溶解性的小分子有机物(如甲醇乙醇等)作为电子供体,硫酸盐还原速率较高;(5)根据盐度要求的不同,硫酸盐还原菌可以分为嗜盐性菌和非嗜盐性菌。非嗜盐性的硫酸盐还原菌培养基的pH值应调至7.1,嗜盐性的硫酸盐还原菌的培养基最好调至7.6。嗜盐性菌一般分布在海洋环境中,要求NaCl浓度大于0.6%,最适宜的浓度为1%~3%。脱硫弧菌属中的Desulfovibrio salexigen具有耐盐性,可以在高盐度硫酸盐废水处理构筑物中存活。

图9-6 不同pH条件下H2S和HS-百分比含量