在微生物氧化H2S的过程中,用于生物降解的微生物叫脱硫菌,又称为硫细菌,有自养菌、异养菌两大类,其中自养菌合成有机物能力强,有利于无机物的转化。
据文献报道,分解硫及硫化物的细菌有多种,其中以氧化硫和硫化物获得能源的细菌主要是硫杆菌属和硫磺属。
硫杆菌属(Thiobacillus)为小杆菌,单极毛运动,无休眠期,革兰氏阳性。主要用于氧化硫化物,其中包括亚硫酸盐、元素硫、硫代硫酸盐、多硫化合物等。氧化结果产生硫酸盐,并在细胞外积累硫粒和多硫化合物。本属种pH范围广泛,最适温度28~30℃,除脱氮硫杆菌外,都是好氧的。
本属细菌有自养型、兼养型、异养型三类。
(1)严格自养型, 主要有排硫硫杆菌(T.thioparus),适宜在中性培养基pH=6.0~8.0;那不勒硫杆菌(T.neapolitanus)也是中性生长;氧化硫硫杆菌(T.thiooxidans)适宜在酸性培养基上生长,pH=1.0~3.0;同时在兼性厌氧条件下,有脱氮硫杆菌(T.denitrificans)。
上述四种菌仅仅用于氧化硫化合物,而在严格的自养型细菌中,氧化亚铁硫杆菌(T.ferrooxidans)可用于氧化铁化合物或硫化合物,其最适合为pH值为2.5~3.8。
(2)兼性自养类型, 主要有新型硫杆菌(T.novellus)和中间型硫杆菌(T.intermedius),其中有机基使其起主要氧化作用。
(3)异养菌,主要是代谢不全硫杆菌(T.perometabolis)。硫磺细菌将硫化物氧化为硫,并将硫粒积累在细胞内,它包括丝状硫磺细菌和光能自养的硫细菌。
丝状硫磺细菌,有贝日阿托氏菌属(B2ggiatoa)、透明颤菌属(Vitreosciua)、辫硫菌属(Thioplloca)、亮发菌属(Leucothrix)、发硫菌属(Thithrix)。
除透明颤菌和亮发菌外,其他均能将硫粒积累在细胞内,当环境缺乏H2S时,它们则将积累的硫粒氧化为H2SO4,释放能量,为好氧型和混合营养型,均为革兰氏阴性。
1)贝日阿托氏菌,为混合营养型,无鞘、滑行运动。以杆状进行繁殖,典型种为Beggiatoaalba,即白包贝日阿托氏菌;
2)透明颤菌属,为无色丝状体,混合营养型,典型种为贝氏硫菌状透明颤菌(Vitreosciua beggiatoides);
3)辫硫菌属,是一束平等或发辫样组成的柔软丝状体,由一个公共鞘包裹而成;
4)发硫菌、丝状体外有鞘,微量好氧,混合营养型;
5)亮发菌与发硫菌大致相同,严格好氧、化能异养型,最适合温度
以上五种丝状硫细菌在处理H2S中常常出现,并与活性污泥菌剂丝状膨胀有密切关系。
除上述菌种外,氧化H2S的细菌在不同的条件下还有绿硫细菌(Chlorobiacia)、黄单孢菌属(Xanthomonas)、脱氮硫杆菌等。
在本试验去除H2S的过程中,因空压机不断输送O2,所以菌种以好氧菌属较多,并且在反应中不断产生H2SO4,使溶液pH值下降,(因液体是循环使用的)最终将以适宜在酸性条件下生长的氧化硫硫杆菌(T.thiooxidans)(最适pH=2.0~3.5、pH=1-1.5仍可生长)居多;同时,H2S不足时,新型硫杆菌和中间型硫杆菌占多数;而当填料积累硫粒过多时,硫磺细菌将氧化硫粒为H2SO4,从而获得能量。
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