硫自養(yǎng)生物還原高氯酸鹽動力學(xué)的研究.pdf

1、高氯酸鹽作為一種有毒性、穩(wěn)定性強、易擴(kuò)散的無機(jī)污染物，進(jìn)入人體后會導(dǎo)致人體的甲狀腺激素分泌異常，對人體的正常新陳代謝造成影響。生物法降解高氯酸具有去除效果好、費用低等優(yōu)點，越來越多的應(yīng)用到降解含高氯酸鹽的廢水中。
　　本研究分別以污水處理廠的好氧污泥和厭氧污泥作為接種污泥，以S0為電子供體分別馴化硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌、硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌和反硝化菌的混合菌、硫自養(yǎng)反硝化菌，研究培養(yǎng)馴化過程中高氯酸鹽和硝酸鹽的降解效果及微生物群落結(jié)

2、構(gòu)的變化。然后進(jìn)行批量試驗，以馴化的六種硫自養(yǎng)還原菌分別進(jìn)行了還原高氯酸鹽的動力學(xué)研究。最后研究了不同因素的變化對以好氧污泥為接種泥馴化的硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌還原高氯酸鹽的影響。實驗結(jié)果如下：
　　好氧污泥和厭氧污泥都能夠成功的馴化硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌、硫自養(yǎng)反硝化菌、硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌和反硝化菌的混合菌。在培養(yǎng)馴化過程中，ClO4-可以完全轉(zhuǎn)化為Cl-，SO42-的實際產(chǎn)量大于理論產(chǎn)量可能由于S0的歧化反應(yīng)。高氯酸鹽還原菌還原

3、ClO4-的過程中和反硝化菌還原NO3-的過程中都會產(chǎn)生H+導(dǎo)致溶液pH的下降，但是溶液的pH仍保持在6.5-7.2適宜還原菌的生長、發(fā)育和繁殖的范圍內(nèi)。
　　在培養(yǎng)馴化的過程中硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌、硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌和反硝化菌、硫自養(yǎng)反硝化菌中都是桿狀菌逐漸增多，并最終成為優(yōu)勢菌。利用PCR-DGGE和克隆技術(shù)分析不同階段的污泥群落結(jié)構(gòu)，可知在培養(yǎng)馴化過程中由于對環(huán)境的適應(yīng)能力不同，不同時期的菌群發(fā)生了一定的變化。培養(yǎng)馴化高氯

4、酸鹽還原菌和反硝化菌中的主要菌群屬于變形細(xì)菌門。
　　以好氧污泥馴化的硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌進(jìn)行還原高氯酸鹽的動力學(xué)研究，最大基質(zhì)利用率qmax為0.142 mgClO4-/mgDW-day，半飽和常數(shù)Ks為5.706mg/L，最大產(chǎn)率系數(shù)Yxmax為0.1896mgDW/mgClO4-，以厭氧污泥馴化的硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌還原高氯酸鹽的動力學(xué)參數(shù)qmax為0.114mgClO4-/mgDW-day，Ks為29.47 mg/L，Yx

5、max為0.2199mgDW/mgClO4-，可知以好氧污泥馴化的硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌與以厭氧污泥馴化的高氯酸鹽還原菌對高氯酸鹽速率相近。以高氯酸鹽和硝酸鹽同時馴化的高氯酸鹽還原菌和反硝化菌的混合菌單獨還原高氯酸鹽的效果差于直接用高氯酸鹽馴化的硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌。以馴化的反硝化菌還原高氯酸鹽時剛開始幾乎對高氯酸鹽沒有降解效果，在10天以后開始降解高氯酸鹽。
　　通過研究了不同因素的變化對以好氧污泥為接種泥馴化的硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原

6、菌還原高氯酸鹽的影響可知，硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌在中性條件（pH=7）下對高氯酸鹽的還原效果最好，pH過高或過低都會影響對高氯酸鹽的還原效率。硝酸鹽與高氯酸鹽同時存在時會與高氯酸鹽競爭電子，并優(yōu)先于高氯酸鹽得到電子，先還原硝酸鹽，在降解硝酸鹽的過程中高氯酸鹽的還原量很小，等硝酸鹽完全降解后高氯酸鹽才開始快速還原。當(dāng)分別以S2O32-和S0作為電子供體，好氧污泥馴化的硫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌還原高氯酸鹽時的還原速率相近。以 Fe0、H2、CH3