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硫化物生物转化为单质硫的研究

【摘要】: 水体中的硫化物具有腐蚀作用、对生物产生不良影响影响,在废水处理过程中会影响厌氧消化,降低出水水质。利用生物方法处理含硫化物废水不但能够有效降低水体中硫化物的含量,而且能够氧化硫化物生成单质硫,实现废物资源化。 本课题从酸性土壤筛选出一株具有硫化物氧化能力的化能自养细菌,命名为TL-1,并对菌株TL-1的菌落形态、菌体形态、鞭毛进行了观察实验,对革兰氏染色等生理生化指标进行测定。通过对菌株TL-1的16SrDNA序列进行测定,并与GenBank数据库中相关菌种进行比较,构建了系统发育树,结合菌落、细胞形态和生理生化特性鉴定菌株TL-1为那不勒斯硫杆菌(Thiobacillus neapolitanus)。 通过实验了解了菌株TL-1生长曲线及生长过程中pH的变化,进而研究了转速、盐度、温度、pH、金属离子、硫化物浓度对菌株TL-1脱硫效果的影响,结果表明:170 r/min、30℃、初始pH7.5条件下菌株的脱硫效果最佳;当盐度大于0.6%时对菌株生长产生抑制;在摇瓶实验中硫化物浓度高于240 mg/L时,菌体活性受到严重影响。 在升流式好氧反应器中接种菌株TL-1,对反应器中硫化物生物转化为单质硫的特性进行研究。在生物脱硫反应系统中,能够实现通过调节ORP控制反应器系统的运行状态,进水硫化物浓度350 mg/L,水力停留时间3 h条件下,通过调节反应器曝气量控制系统ORP保持在-370 mv,能够维持95%以上的硫化物去除率和85%以上的单质硫回收率。反应系统内随着ORP的升高,生成的单质硫颗粒粒径会增大。ORP保持在-420 mv和-370 mv时粒径主要集中在0.05~0.5 um和2~11 um两个粒径范围内,当ORP提高到-320 mv时,粒径范围则集中在2~13 um和100~700 um两个粒径范围内,表明菌体代谢会产生更多有利于硫颗粒聚集的胞外聚合物。生物脱硫系统ORP的升高会使菌体代谢产生胞外聚合物的成分发生改变,含疏水基团成分的量升高,引起单质硫颗粒亲水性发生改变,单质硫颗粒疏水性明显增强。

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