最新硫酸根及硫化氫對厭氧抑制

1、一.（胡紀(jì)萃P40-41, +P269-P281）硫酸鹽還原菌在自然界的厭氧環(huán)境中，產(chǎn)甲烷菌存在三個主要競爭基質(zhì)的對手：硫酸鹽還原菌（SRB）,耗 氫產(chǎn)乙酸菌和三價鐵還原細(xì)菌。SRB的主要特征是以硫酸作為最終的受氫體，從而還原硫 酸為硫化物。由于這類硫酸還原在形式上類似于有氧呼吸或者異化還原作用。反應(yīng)的主要 產(chǎn)物是硫化氫。8H+SO42h2s+2H2O+ 20H-.硫酸還原菌和硝酸還原菌不同，是嚴(yán)格依賴 于無氧條件的專性厭氧菌。它們能夠利用的電子供體比產(chǎn)甲烷菌要寬得多，在它們的棲息 地產(chǎn)生和積累了大量的硫化物，尤其是硫化氫，使水變黑變臭，毒害水生生物，也污染附 近的大氣，造成環(huán)境問題。SRB生

2、長的主要因素：1.溫度：大多為中溫菌，最適生長溫度在30-27度。2.PH值：最適PH 值一般是7.1-7.6之間。但大多數(shù)SRB都可以在PH4.5-9.5的范圍內(nèi)生長。（2）P269-P281硫酸鹽還原作用對厭氧消化的周W響好處：硫是微生物生長所必須的營養(yǎng)元素之一，少量的硫酸鹽（或其他含硫化合物）是 有益于厭氧消化的，甚至在某些情況下，還需要補(bǔ)充一定量的含硫化合物作為微生物生長 的硫源。同時，當(dāng)厭氧系統(tǒng)中含有適量的硫酸鹽時，硫酸鹽還原菌能夠更有效地利用氫來還原硫 酸鹽，從而加快產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸的速率。提高種間氫的轉(zhuǎn)移速率。因此有助于厭氧消化過程的順 利進(jìn)行。壞處：但是當(dāng)廢水中含有高濃度的硫酸鹽時，

3、就會對厭氧消化產(chǎn)生不利的影響，總體來 說 硫酸鹽還原作用對厭氧消化產(chǎn)生的不利影響主要?dú)w納為以下兩個方而：一是由于硫酸 鹽還 原菌和產(chǎn)甲烷菌都可以利用乙酸很H2而產(chǎn)生的基質(zhì)競爭性抑制作用，二是硫酸鹽還原的終 產(chǎn)物一一硫化物對產(chǎn)甲烷菌和其他厭氧細(xì)菌直接產(chǎn)生的毒害作用。2 （1）基質(zhì)競爭抑制性作用由于硫酸鹽還原菌可利用基質(zhì)的范用較廣，英適應(yīng)生長的PH值，溫度，氧化還原電位等環(huán) 境條件的范圍比產(chǎn)甲烷細(xì)菌要廣，所以在一般厭氧反應(yīng)器的厭氧環(huán)境中，硫酸鹽還原菌比 產(chǎn)甲烷菌更容易生長。同時由于硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌都能夠利用乙酸和H2作為基質(zhì)，在利用厭氧法處理 含硫 酸鹽廢水時，必然發(fā)生硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌

4、之間的基質(zhì)競爭作用。不少研究表明，在以乙酸和H2作為基質(zhì)時，硫酸鹽還原菌具有較低的KS值，這表明它們 對乙酸和H2具有較高的親和力，因此在低基質(zhì)濃度的條件下，硫酸鹽還原菌比產(chǎn)甲烷菌在 競爭乙酸和H2時占有優(yōu)勢。、從熱力學(xué)角度來分析，也有同樣的結(jié)果，即SRB對乙酸和氫 氣的&和中值較低。在低基質(zhì)的自然環(huán)境中，SRB確實超過了產(chǎn)甲烷的作用（從熱力學(xué) 角度，SRB比產(chǎn)甲烷菌在基質(zhì)利用上更具有優(yōu)勢）。期外，在最大比基質(zhì)降解速率K方而來考慮，在乙酸和H2濃度較高的環(huán)境中，由于產(chǎn)甲烷 菌具有更大的K值，它能更有效地進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和保持物質(zhì)代謝的平衡，因而更具有競爭 優(yōu)勢，所以在處理高濃度有機(jī)廢水的厭氧反應(yīng)器

5、中，如果有機(jī)物濃度與SO42-濃度的比值 較大，則產(chǎn)甲烷反應(yīng)是主導(dǎo)反應(yīng)。當(dāng)有機(jī)物濃度與硫酸鹽濃度相比有所增高時，產(chǎn)甲烷菌的 競爭性也有所增強(qiáng)。（2）溶解性硫化物對產(chǎn)甲烷菌的毒害作用含硫酸鹽廢水進(jìn)行厭氧處理時，各種含硫的化合物對產(chǎn)甲烷菌的毒性是按如下順序遞減 的：硫化物亞硫酸鹽硫代硫酸鹽硫酸鹽。這說明這些含硫化合物中硫化物的毒性最 強(qiáng)。硫化物是硫酸鹽還原作用的最終產(chǎn)物。這些硫化物不僅會增加沼氣中H2S的含量：增加 出水COD值，更嚴(yán)重的是還會對厭氧細(xì)菌特別是產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生抑制作用。有時這種 抑制作 用會非常嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致整個厭氧反應(yīng)器無法正常運(yùn)行。一般認(rèn)為，在幾大類厭 氧菌種，產(chǎn)甲烷菌對硫化物的抑

6、制最為敏感，而英它厭氧細(xì)菌如發(fā)酵性細(xì)菌，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及硫 酸鹽還原菌本身的敏感程度較差。硫化氫的抑制機(jī)制硫化物的抑制作用主要取決于水中游離H2S的濃度，因為細(xì)胞一般帶負(fù)電，只有中性的 H2S分子，才能接近并穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)而發(fā)生毒害作用。一旦H2S穿透細(xì)胞壁它就能破壞細(xì)胞的蛋白質(zhì)。H2S還可以通過形成硫鏈擾代謝輔酶 A和輔酶SRB和MB都通過乙酰輔酶A固定C02。王凱軍毒害作用，其具體的作用機(jī)理目前還不十分清楚，有人推測可能是由于H2S與某些酶分 子中特泄金屬元素發(fā)生反應(yīng)而使酶失活，從而導(dǎo)致細(xì)菌活性下降甚至完全喪失。PH影響：厭氧反應(yīng)器中，未離解的硫化氫的濃度主要受PH的影響，

7、英可以化學(xué)和物理平衡 汁算。當(dāng)PH2時，產(chǎn)甲烷菌占優(yōu)勢,80%以上的電子流被產(chǎn) 甲烷菌利用；當(dāng)C0D/S042Y1. 5時，50%以上的電子流被硫酸鹽還原菌利 用。硫酸鹽還原菌對產(chǎn) 甲烷菌的抑制作用主要取決于碳硫比，而并非進(jìn)水S042-濃度。當(dāng)進(jìn)水S042-濃度一左時，硫酸鹽 還原菌的數(shù)量受到限制。如果廢水中的COD濃度較高，那么即 使大部分有機(jī)物被SRB利用，還 將剩下一部分可被產(chǎn)甲烷菌利用，產(chǎn)甲烷菌仍可得到足夠的營養(yǎng)而生長繁殖。1. 2對硫酸鹽去除率的影響COD/SO42-比值決立了 S042-的去除率。崔高啤4研究了碳硫比值對硫酸鹽還原率的影響，比 值為2時，SO42-的去除率在95%以

8、上；比值為1. 5時,S042-去除率為75% ；比值為1時，SO42- 的去除率為60%。2硫酸鹽負(fù)荷率的影響在SRB生長代謝過程中，硫酸鹽作為電子受體不可或缺。少量的硫酸鹽（或硫化物）將有益 于 厭氧消化過程，但當(dāng)廢水中含硫酸鹽過高時，會對厭氧生物處理產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用，它至少 包括下面兩個方W： 1由于SRB與MPB爭奪H2和乙酸而導(dǎo)致的初級抑制；2.由于高濃度溶解 性硫化物直接破壞MPB的細(xì)胞功能，從而引起MPB數(shù)量減少而導(dǎo)致次級抑制。S04 2-負(fù)荷是影 響S042-還原效果的重要因素。王愛杰6等研究表明：當(dāng)碳硫比值為2. 0時，隨著Ns的提 高，當(dāng)負(fù)荷低于7. 5kg# （ m3#

9、d） - 1時，S042-去除率仍然大于80% ;當(dāng)負(fù)荷 繼續(xù)提高到9. 5 kg#（ m3#d）- 1時，硫酸鹽的去除率已下降到7理?？梢?，碳硫比大于2. 0、Ns低 于7. 5kg#( m3#d) - 1是維持系統(tǒng)穩(wěn)定高效的前提。硫酸鹽負(fù)荷率直接反映了底物與SRB之間的平衡關(guān)系，是產(chǎn)酸脫硫反應(yīng)器的重要控制參數(shù)和生 態(tài)指標(biāo)。當(dāng)反應(yīng)器的SRB生物量和生物活性一泄時，要想獲得理想的運(yùn)行效果，負(fù)荷率 必須控 制在一定的限度內(nèi)，否則將會引起生物活性下降和運(yùn)行惡化。3 pH的影響pH是影響SRB活性和發(fā)揮最佳代謝功能的重要生態(tài)因子之一。表現(xiàn)在幾個方1 pH引起細(xì)胞膜電 荷的變化，進(jìn)而影響SRB對底物的

10、吸收；2.影響SRB代謝過程中各種酶的活性與穩(wěn)立性，改變底 物的可給性與毒物的毒性；3.改變細(xì)胞內(nèi)的pH值，影響許多生化反應(yīng)的進(jìn)行及ATP的合成。pH 會影響硫化物在水中的存在狀態(tài)。當(dāng)pH值為6時，90%的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當(dāng)pH值為7 時，只有50$的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當(dāng)pH值為8時，則硫主要 以HS-狀態(tài)存在7。五.賀延齡P427-4451,硫酸鹽還原和硫化物的產(chǎn)生引起以下問題： 由于出水中存在硫化物，而硫化物能變現(xiàn)為COD,所以厭氧處理的COD去除率降低。 部分硫化物以H2S形式存在于沼氣中，沼氣在利用前需要除去H2S。 廢水中的有機(jī)物一部分消耗于硫酸鹽還原因而不能轉(zhuǎn)化為甲烷

11、，因此甲烷轉(zhuǎn)化率降低。(4)廢水和沼氣中的硫化物引起腐蝕和臭味，為此投資或維修費(fèi)用會增加。 硫化物對包括產(chǎn)甲烷菌，產(chǎn)酸菌與硫酸鹽還原菌在內(nèi)的厭氧菌有毒。如果硫化物濃度較 高， 厭氧處理的負(fù)荷與效率必然降低，某些情況下，必須采取其他措施以保證厭氧處理的穩(wěn)定運(yùn) 行。但是，硫酸鹽還原也可能有其有利的一而：通過硫酸鹽還原過程，其厭氧方面可能通過除去硫化物而除去硫酸鹽或含硫化合物。產(chǎn)生的硫化物可以與重金屬離子結(jié)合為金屬硫化物而沉淀。這個方法可用于除去廢水中 的重金屬。硫酸鹽還原能夠使某些廢水脫毒，例如亞硫酸鹽可以被轉(zhuǎn)化為毒性較輕的硫化物和重金 屬離子的沉淀。二.關(guān)于硫酸鹽廢水厭氧處理的微生物學(xué)研究進(jìn)展在

12、硫酸鹽存在時，硫酸鹽還原菌(SRB)與產(chǎn)酸菌(AB)和產(chǎn)甲烷菌(MB)相互影響， 這表現(xiàn)在以 下幾點：(l)SRB和MB之間對氫和乙酸的競爭。這一競爭結(jié)果將決泄厭氧過程的終產(chǎn)物是甲 烷或是硫化物。SRB和AB之間對底物丙酸和丁酸的競爭。不同類型的SRB之間對硫酸鹽利用的競爭，這在硫酸鹽濃度較低時尤為重要。1.SRB和MB對氫的競爭利用SRB 和 MB 氧化氫時的自由能：4H2+CO2CH4+2H20 G=-32.7Kj/mol。4H2+HSO4HS- +4H2OG=-38Kj/mol由上表可以看出，SRB在利用氫的能力比MB要強(qiáng)。從兩種細(xì)菌利用氫的生長動力學(xué)性質(zhì)圖 可以看出，硫酸鹽還原菌比利用

13、氫的產(chǎn)甲烷菌生長更快。一般講，SRB有較高的生長率，較 好的底物親和力和較高的細(xì)胞產(chǎn)率。由此得出假設(shè)，SRB在對氫利用的競爭上 強(qiáng)于MB,假如 有足夠的硫酸鹽，所以的氫都可以被SRB利用。另一種關(guān)于利用氫優(yōu)勢生長的解釋是：由于SRB更有效地利用氫，使廢水中氫濃度非常 低， 以致于比MB所能利用的最低濃度還要低。2.SRB和MB對乙酸的競爭利用SRB 和 MB 氧化乙酸的標(biāo)準(zhǔn)自由能：CH3COO-+H2OCH4+ HCO3- AGf=-28.2Kj/mol CH3COO- +SO42HS-+2HCO3- G=-39.5KJ/mol。2. SRB和產(chǎn)乙酸菌對VFA的競爭利用當(dāng)硫酸鹽存在時，VFA能

14、以不同途徑降解（1）VFA被產(chǎn)乙酸菌降解，這些產(chǎn)乙酸與利用氫的SRB和MB是互生關(guān)系。（2）VFA直接被SRB降解，降解的結(jié)果能將VFA完全氧化為C02和H20,也可以不完全氧化為乙酸。由于不完全氧化的SRB有更好的生長速率，不完全氧化發(fā)生的可能性更大。至今人們對于SRB與產(chǎn)乙酸菌之間對底物的競爭所知甚少，一般認(rèn)為在較高硫酸鹽濃度 下， 因為它比產(chǎn)乙酸菌更易于生長。據(jù)研究，當(dāng)COD/ S042-比值為10時，VFA主要由 產(chǎn)乙酸菌 降解，而在低較低COD/ S042-比值時，SRB直接對丙酸的氧化為主要途徑。這是因為在低的 SO42-濃度下，利用丙酸的SRB對S012-的競爭不如利用氫的SRB

15、,故在低的S042-濃度下，產(chǎn) 乙酸菌則可能與SRB競爭中占優(yōu)勢。三.廢水厭氧處理中含硫化和物的毒性1硫化物的抑制作用。亞硝酸鹽的抑制作用。陽離子的抑制作用。當(dāng)硫酸鹽濃度較高時，英中的陽禽子會抑制厭氧菌生長，最常見 的這種陽離子是Ca2+和Na+ Ca2+本身沒有直接毒性，但它可以沉淀在污泥表而妨礙物 質(zhì)的傳遞，隨著時間的延長，反應(yīng)器和管道會結(jié)構(gòu)，這最終引起反應(yīng)器內(nèi)污泥流失和堵 塞。如果Ca2+完全覆蓋了顆粒污泥，則嚴(yán)重時會使污泥活性完全喪失。二級建造師建設(shè)工程施工管理擬試題（一）一.單項選擇題（共90題，每顧1分。每題的備選項中，只有1個最符合題意）建設(shè)工程項目管理就是自項目開始到項目完成，

16、通過（D）使項目目標(biāo)得以實現(xiàn)。項目策劃和項目組織日.項目控制和項目協(xié)調(diào)。項目組織和項目控制。.項目策劃和項目控制建設(shè)項目決策階段管理工作的主要任務(wù)是（D ） 0A.項目策劃日.項目控制C.通過管理使項目目標(biāo)實現(xiàn)。.項目定義反映一個組織系統(tǒng)中各工作部門或各管理人員之間指令關(guān)系的組織工具是（A ）。A.組織結(jié)構(gòu)模式B.指令結(jié)構(gòu)圖C.合同結(jié)構(gòu)圖D.項目結(jié)構(gòu)圖建設(shè)項目工程總承包的基本出發(fā)點是（B ）。借鑒工業(yè)生產(chǎn)組織的經(jīng)驗實現(xiàn)建設(shè)生產(chǎn)過程的組織集成化克服由于設(shè)計與施工的分離致使投資增加克服由于設(shè)計和施工的不協(xié)調(diào)而影響建設(shè)進(jìn)度某施工企業(yè)在編制施工組織總設(shè)計時，已完成的工作有：收集和熟悉有關(guān)資料和圖紙、調(diào) 查項目特點和施工條件、計算主要工種的工程量、確左施工的總體部署和施工方案，則接下來 應(yīng)該進(jìn)行的工作是（B）。編制資源需用量計劃B.編制施工總進(jìn)度訃劃C.編制施工準(zhǔn)備工作計劃D.施工總平而圖設(shè)計某建筑工程公司作為總承包商承接了某高校新校區(qū)的全部工程項目，針對英中的綜合樓建 設(shè)所編制的施工組織設(shè)計屬于（B）。A.施工規(guī)劃B.單位工程施工組織設(shè)計C.施工組織總設(shè)計D.分部分項工程施工組織設(shè)計下列項目目標(biāo)控制工作中，屬于主動控制的是（A）。事前分析可能導(dǎo)致