厭氧條件下的還原硫酸鹽反應
厭氧生物處理進行過程中,還存在一些其他的物質,比如硫酸鹽。隨著有機物降解過程的不斷進行,硫酸鹽還原作用也相繼發生。硫酸鹽還原作用是指在某種微生物的作用下,硫酸鹽被還原的反應。在此過程中,硫酸鹽中的SO最終以電子受體的形式參加有機物的分解反應。
含硫酸鹽或亞硫酸鹽廢水的處理過程中,反應器內含硫化合物會被細菌還原。在其氧化有機污染物的過程中,硫酸鹽還原菌(簡稱SRB)會把硫酸鹽和亞硫酸鹽作為電子受體而加以利用,將硫酸鹽和亞硫酸鹽還原為硫化氫,因為硫酸鹽還原菌的生長需要與產乙酸菌和產甲烷菌同樣的底物,所以這一過程會使甲烷產量減少。
根據所利用底物的不同,硫酸鹽還原菌可被分為4類:a.氧化氫的硫酸鹽還原菌(HSRB);b.
氧化乙酸的硫酸鹽還原菌 (ASRB);c.氧化較高級脂肪酸的硫酸鹽還原菌(FASRB)(較高級脂肪酸這里指含三個或三個以上碳原子的脂肪酸);d.
氧化芳香族化合物的硫酸鹽還原菌 (PSRB)。
其中 FASRB可以將高級脂肪酸徹底氧化為二氧化碳和水,并使硫酸鹽還原成硫化氫。但是,當硫酸鹽本身的量不足時,高級脂肪酸的氧化也可以形成乙酸,致使高級脂肪酸不能被徹底氧化。
根據對碳源的代謝情況的不同,可以將硫酸鹽還原菌分為兩大類型,即不完全氧化型和完全氧化型。前者能利用乳酸、丙酮酸等有機物作為生長基質,但氧化過程只能進行到形成乙酸就結束了,因此,不完全氧化型硫酸鹽還原菌在還原硫酸鹽時,其最終產物是以乙酸的形式排出的。而完全氧化型硫酸鹽還原菌屬專一性的厭氧菌,主要氧化某些脂肪酸,特別是乙酸和乳酸等,最終將其轉化成 CO?和 H2O。特別值得說明的是,除有機物外,某些硫酸鹽還原菌還能利用氫氣來還原硫酸鹽。我們都知道,厭氧體系中氫氣分壓的升高會引起有機酸特別是丙酸的積累。因此,當體系中存在少量嗜氫硫酸鹽還原菌時,它對氫的利用與消耗,會有助于保持系統內較低的氫分壓,有利于厭氧體系的穩定運行。
在有機物的降解中,少量硫酸鹽的存在并不一定是壞事。與甲烷相比,硫化氫的不利之處是它在水里的溶解度較高。因為每克以硫化氫形式存在的硫相當于2g微生物化學耗氧量(COD),因此在處理含硫酸鹽廢水時,盡管有機物的氧化已相當不錯,但微生物化學耗氧量的去除率卻不一定令人滿意。