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煤矿酸性废水的微生物处理方法分析

2023-02-19 来源:钮旅网
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科技情报开发与经济 文章编号:1005—6033(2007)04-0163-03 SCI-TECH INFORMA'lfON DEVELOPMENT&ECONOMY 2007年第17卷第4期 收稿日期:2006-09-28 煤矿酸性废水的微生物处理方法分析 尹秀贞,赵志怀,张宗元 (太原理工大学水利科学与工程学院,LLI西太原,030024) 摘要:介绍了煤矿酸性废水(AMD)治理的方法,重点总结了硫酸盐还原茵(SRB)处 理酸性废水的机理殪其影响因素,探讨了如何提高废水处理效率。 关键词:煤矿酸性废水;硫酸盐还原茼;水污染 中圈分类号:X703 文献标识码:A 生物法。 煤炭是我国的支柱能源,伴随着煤炭工业的发展所引起的一系列环 境污染问题也日益严重,酸性矿山排水AMD(acid nlinedrainage)就是其 中突出的水污染问题。AMD的pH值通常很低(严重的地方pH可达到 中和法处理使用石灰石或石灰作中和剂,虽然目前中和法处理酸性 矿井废水在工程应用上有了很大改进,但是中和会产生巨量的固体废弃 物硫酸钙,难以处理,引起严重的二次污染。湿地法处理酸性矿井废水是 近年来研究的一项新技术,具有投资少,运行费用低.易于管理等优点, 但湿地法占地面积大,处理受环境影响大。而且对H 处理也不彻底,残 2),富古sO 离子、Fe埔子和有毒元素。如cu,Pb,A8。cr等,对环境和生 态平衡造成严重的破坏。舍硫酸盐酸性废水不经处理直接排入水体将使 受纳水体酸化,危害水生生物。并产生潜在的腐蚀性;这类酸性废水也会 破坏土壤结构,减少农作物产量。硫酸盐废水潜伏周期长,虽然有自然的 稀释作用。即在短时间内不会有明显的负面作用。但是一旦大面积的形 成污染,则其治理难度很大。 余H2s进人大气会污染环境。 微生物法处理酸性矿山废水就是利用硫酸盐还原菌(Sulfate— Reducing Bacteria.SRB)通过异化硫酸盐的生物还原反应,将硫酸盐还原 为H ,并利用某些微生物将H 氧化为单质硫_l 。微生物法处理酸性矿 1 国内外处理煤矿酸性废水的方法 目前国内外处理煤矿酸性废水的方法主要有:中和法、湿地法及微 来。在法律责任上就责任对象、责任范围和责任程度3个方面给予明确 规定,以保护注册会计师免受无谓诉讼的干扰。 (2)增加注册会千t‘师的民事责任。目前,我国的会计师事务所大多数 为有限责任制,公司的注册资本往往只有几十万元,却承担着几千万元 井废水费用低,实用性强。无二次污染,还可以回收重要单质硫;产生的 硫化物与重金属结合为金属硫化物沉淀,可以去除废水中的重金属离 会计师的收入与其风险相对应。 (2)建立会计师事务所法律责任风险防范机制。在法律健全、规范的证 券市场环境下。会计师事务所应该客观地面对法律。会计师事务所为避免 或减轻可能承担的法律责任。应尽快建立相应的法律责任风险防范机制。 一的营业额。一旦出现问题,承担的主要是刑事责任。笔者认为应该在《民 法通则》中加入适当的条款。使注册会计师承担的法律责任主要成为民 事责任。在《注册会计师法》有关民事责任的规定中明确判断注册会计 师、会计师事务所是否存在过错的依据和法律后果。 4.2优化注册会计师的执业环境 是完善会计师事务所质量内控制度。包括建立客户风险等级评价和管理 制度;建立充分了解和评价被审计单位制度:建立例外事项或重大事项的 请示报告制度;建立质量考核评价与奖惩制度;严格注册会计师签名制度; 落实三级复核制度等。二是聘请熟悉注册会计师法律责任的律师担当法律 顾问。三是办理注册会计师职业责任保险,分流法律责任。 4.4注册会计师应采取的对策 (I)设立注册会计师法律责任鉴定机构。对注册会计师法律责任的鉴 定是一个专业性很强、复杂性极大的工作,其相应的法律责任鉴定必须由 熟悉该行业的人士进行,这同医生对医疗事故的法律鉴定程序类似。因而, 尽快建立注册会计师法律责任的鉴定机构迫在眉睫。可以考虑由中国注册 会计师协会出面,成立一个法律界、企业界和注册会计师业内人士组成的 (1)树立良好的职业道德。良好的职业道德是注册会计师行业立足 社会的根本。注册会计师自身必须强化道德意识,诚实守信。注册会计师 协会应定期考核、评估以督促各事务所和注册会计师加强对自身职业道 德的培养和提高;事务所也应定期组织相关培训和教育。 法律责任鉴定委员会。专门负责在司法审判中进行责任鉴定。 (2)加强对上市公司和注册会计师行业的监督。财政部、证监会、注 册会计师协会及其他相关部门应密切关注证券市场,发现违规作假的上 市公司和注册会计师,要严惩不贷,决不姑息,一定要使造假成本高于造 假收益。加快信息披露相关会计准则的出台,要求上市公司披露更多的 财务和非财务信息,消除投资者与经营者之间信息的不对称,强调保护 中小投资者的利益,并加强上市公司管理当局应承担的会计责任。 4,3会计师事务所应采取的对策 (I)推广合伙制会计师事务所。国际上会计师事务所的组织形式大 (2)保持审计的独立性。不论是事务所还是注册会计师,均应恪守 《独立审计准则》,牢记独立性是社会审计的灵魂所在;坚决摆脱各种关 系困扰。不偏不倚地对待利益各方。 得从事 能胜任的委托业务.重塑 注册会计师行业的社会形象。 5结语 综上所述,造成我国注册会计师承担法律责任问题的原因是多方面 的。因此,必须加快我国注册会计师法律建没的步伐,净化审计环境,规 范会计师事务所及注册会计师的审计行为,使注册会计师在我国社会主 义市场经济建殴中真正成为名符其实的“经济警察”。 (责任编辑:胡建平) 第一作者简介:武社强,男,1971年2月生,1993年毕业于山西财经 多都是负有无限责任的合伙制,而我国绝大部分会计师事务所还是采用 有限责任制,且法律规定的起点较低(30万元)。作为有资格审计上市公 司的会计师事务所,法律规定的最低限额也只有200万元,这与其收入 及相关责任很不相称。合伙是由于要求合伙人在发生审计失败时承担无 限责任,合伙人赔偿的不仅仅是本次审计收入.还可能包括过去的全部 收入及个人财产或家庭共同财产。因此.合伙制是维系独立审计诚信的 最有效的组织制度。我国有必要在相关法律法规中重新倡导并支持事务 所采取合伙制形式,以增强会计事务所的危机意识和风险意识,使注册 学院。会计师,山西省电力公司供电工程承装公司,山西省太原市, O300o1. (下转第178_贞) 163 维普资讯 http://www.cqvip.com

尹秀贞。赵志怀。张宗元煤矿酸性废水的微生物处理方法分析 子;此种方法还能使某些废水脱毒,例如亚硫酸盐可以被转化为毒性较 轻的硫化物。因此。受到环境工作者的广泛关洼,成为酸性矿山废水处理 技术研究的前沿课题。 2 AMD的微生物处理方法 当前,国内外已经对酸性矿井废水的微生物处理技术进行了广泛深 入的研究。笔者从以下儿个方面来介绍。 2。l硫酸盐还原菌(SRB菌l SRB是在无氧状态下,用乳酸或丙酮酸等有机物作为电子供体。用 硫酸盐作为末端电子接受体而繁殖的一群偏性嫌气性细菌㈨。从微生物 角度看,人们将SRB分为l1个属4o多个种。近年来。人们已经较成功掌 握了l5个SRB种属,其中参与废水处理的有9个眉。主要的两个眉为 Desulfovibrio和Desulfotomaeululn。SRB的营养多样性水平也相当高,根 据污水中SRB可利用底物的不同,SRR可分为4类:氧化氢的硫酸盐还 原菌(HSRB);氧化乙酸的硫酸盐还原菌(ASRB);氧化较高级脂肪酸的 硫酸盐还原菌(FASRB);氧化芳香族化合物的硫酸盐还原菌(eSRB)。 2.2 SRB的生长机理 SRB的一个重要生理特征是生长力 I;SRB不仅具有广泛的基质 谱,生长速度快,还具有某些特殊的生理性质。如古有不受氧毒害的酶 系,因此可以在广泛的环境中生存。甚至包括有氧环境,保证了SRB有较 强的生存能力和适应环境变化的能力。SRB的另一生理特性是硫酸盐的 存在能促进其生长。但不是其生存和生长的必要条件 。但在缺乏硫酸 盐的环境下,SRB通过进行无sO。 参与的代谢方式生存和生长,但环境 中出现了足量的硫酸盐后,因为硫酸盐还原反应的产能水平更高,硫酸 盐还原反应立即发生,即SRB的代谢方式发生转变,此时以sO 。为电子 受体氧化有机物,通过对有机物的异化作用,丽获得生存所需的能量,维 持生命活动。 SRB的代谢过程可以分为3个阶段:分解阶段、电子传递阶段和氧化 阶段。在分解的第一阶段。有机物碳源的降解是在厌氧状态下进行的。同时 通过“机质水平磷酸化”产生少量ATP;第二阶段中,前一阶段释放的高能 电子通过硫酸盐还原菌中特有的电子传递链(如黄索蛋白、细胞色索C 等)逐级传递产生大量的 :在最后阶段中。电子被传递给氧化态的硫元 索,并将其还原为S'--,此时需要消耗ATP提供能基。从这一过程可以看出, 有机物不仅是SRB的碳源,也是其能源,硫酸盐(或氧化态的硫元索)仅作 为最终电子受体起作用。即SRB利用sO徘为最终电子受体,将有机物作 为细胞合成的碳源和电子供体,同时将SO 原为硫化物 。 以前,认为SRB仅利用有限的基质作为有机碳源和电子供体,如乳 酸盐、丙酸盐、反丁烯二酸、苹果酸、乙醇、甘油,个别也利用葡萄糖和柠檬 酸盐,最后形成HAe和CO:作为终产物 。近2O余年来,由于选用不同 硪源的培养基,SRB利用的有机碳源和电子供体的种类不断扩大,发现 SRB还能利用乙酸、丙酸、丁酸和长链脂肪酸及苯甲酸等 对其作用的认 识也不断深化。SRB在利用多种多样的化合物作为电子供体时表现出了 很强的能力和多样性,迄今发现可支持其生长的基质已超过100种。 2.3 SRB的影响因I| 各种生物因子、非生物因子的改变都直接影响SRB的适应能力,决 定其生【毛和活性,也决定了生态演替过程,PX,I不同SRB种群的选择,其 中重要的影响因子有温度、pH值、溶解氧、抑制剂和硫化物等。 2.3,l温度的影响 温度直接决定SRB的代谢活性和生长速度。在废水处理中,SRB对 温度的依赖性是多样的,非随机性的。有研究表明:不同的菌属适应的温 度不同,通常可以把它们分为中温SRB(最佳生长温度为28℃一38℃)、 嗜热SRB(最佳生长温度54℃一7O℃),在SRB菌属中,Archaeoglobus属 的最佳生长温度为83℃,最高温度达92℃¨ l。 2.3.2 pH值的影响 pH值是影响SRB活力的主要因索,相对于产酸菌来说,SRB所能忍 耐的pH值范围较窄,尽管比MPB适应环境的能力要强,但过低的pH 值条件下,SRB必定难以生长和进行硫酸盐还原。很多学者提出,SRB适 合于微碱性的环境条件(pH值为7. 8 0),其最佳pH值条件为7.5—7,8t 。 164 本刊E-maihbjb@raail.8xi .net 综述 2_3.3溶解氧的影响 早期,人们认为异化SRB是严格的专性厌氧菌,且只能利用严格的 厌氧技术实现对代谢谱较宽的不同SRB的分离。但近期的研究结果表 明。SRB能在有分子氧存在的情况下存活甚至占优势 以下几个属的 SRB甚至具有氧呼吸的能力一一Desul ̄ovibrlo,Desulfobu8, Desulfobaeteriu和Desulfococcus。在生物膜的有氧区SRB发生异化硫酸 盐还原作用的速率较高,Jorgenscn和Bak发现此时SRB可达2xl06个/ mL。但总的来说。SRB属于厌氧菌,其生长的氧化还原电位(Eh)必须低 于100mV[删。 2.3.4抑制荆的影响 有两种物质可作为硫酸盐还原反应的抑制剂。一种是过渡金属,其 抑制作用与流态密切相关,间歇流时对SRB有良好的选择性抑制作用, 而连续流时其抑制作用是非选择性的,即对SRB和IdPB均有抑制作用; 另一种是类似SOcial构的基团,如C 42一,MnO ’等,其机理可能通过空 问代替sok。从而阻碍活性酶的产生。因此对SRB有抑制作用的主要金 属盐有№ sO4,KfrO,,PdC12,Na2Mn04等n”。 23.5硫化物的影响 废水中S02- ̄:基本无毒的,但它的存在使SRB产生的代谢产物亚硫 酸盐、H2s和s 等对许多细菌的生长都有相当的抑制作甩 。早期的研究 表明SRB对H 的毒性影响相当敏感。当H:S的体积浓度为4o-, 儿一50 mg几时,使SRB受到完全抑制;且当H2S的浓度超过毒性水平3h h后, SRB菌种的活性会不可逆地丧失。Reme和Maree均认为,SRB可适应的 总硫化物水平为900 mCL。由于硫化物对SRB有机体的抑制作用,使得 SRB的生长曲线通常是线形的.而不是指数形式。因此,在硫酸盐还原过程 中为防止硫化物的毒性,主要需要控制的是未离解的H 。 2.4 SRB对产甲烷菌(MPB)的抑制作用 Nielson等提出了SRB和MPB竞争底物的动力学特性和相关机制。 Chi0等发现高温(55 clc一65 clc)sRB比MPB更有竞争H2和乙酸的优势。 SMeh等提出硒酸盐、钼酸盐、Na, ̄AsS4,K ̄CrO.,PbC12,CdCI2,Na2MnO4,超声 波、可见光、紫外线可以作为SRB的抑制剂(物)并解释其作用机制。 Mphenaar等研究细胞固定化形式和基质浓度与SRB在竞争中占优势的 关系,提出底物浓度较低时,SRB易在生物膜上占绝对优势。Visor提出 较高pH值下,SRB获得底物的能力强,而在中性pH值时,MPB的竞争 可占优势【…。 3 AMD废水处理工艺以及提高处理效率的措拖 2O世纪9O年代以后,国内外开发出多种硫酸盐废水生物处理新工 艺,主要有:单相欢脱工艺、硫酸盐还原与硫化物光合氧化联用工艺、硫 酸盐还原与硫化物化学沉淀联用工艺、生物膜法工艺、两相厌氧工艺、两 相厌氧与硫化物生物氧化联用工艺等。 SRB与某些产酸菌是底物利用关系,控制产酸相反应器向SRB容易 利用的底物转化,是加快硫酸盐还原速率和提高硫酸盐去除率的重要环 节。硫酸盐完全还原时碳硫比的理论值为O.67,只有底物被完全氧化为 二氧化碳或水时,碳琉比才能接近0.67,不完全氧化时(即氧化产物为乙 酸时)碳硫比多大于1.5。因此,降低碳硫比的关键是控制条件来增加 SRB对乙酸的利用,这对于处理酸矿废水尤为重要 接种污泥中SRB的 优势地位可保证工艺系统在相当长时间内稳定运行。SRB初始优势有两 层含义:一是指SRB对非SRB的优势;二是指不同SRB种群(如利用醇 类底物的SRB与利用乙酸底物的SRB)之同的初始优势关系。后者对于 降低碳硫比尤为重要…。 4结语 综上所述,煤矿酸性废水的污染越来越严重,采取经济有效的处理 方法是一种趋势。通过对微生物处理方法的叙述,可以看出。进一步研究 硫酸盐还原菌(SRB)的生长影响因素,以及AMD废水檄生物处理工艺 的创新,有助于处理效率的提高。AMD废水的微生物处理方法具有很好 的前景。 维普资讯 http://www.cqvip.com

科技情报开发与经济 文章编号:1005--6033(2007)04-0165-02 SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY 2007 第1 7@第4期 收稿日期:2006—10—09 爆中氦的泼存彩各厦 别方往 王向荣 (太原理工大学科技处,山西太原,030024) 摘要:论述了煤中氯的赋存形态以及煤中氟的危害、脱除方法,同时指出了在煤中氟 研究方面存在的主要问题。 关键词:煤中氯;赋存状态;脱除 中图分类号:TQ53 文献标识码:A 吸附在煤微孔和裂隙的表面,而且这些极性官能团与显微组分存在十分强 的作用力,加热时煤中氯以氯化氢的形式释放,在少量煤中发现有较少的 氯化钠晶体。Jimenez等研究氯在镜煤、亮煤和相关地层中的分布,认为氯 与煤中有机部分有关。Martinz-Tarazona等采用电镜扫描(sEM)和x衍射 研究西班牙中部和Aturian中部煤田的两种高挥发分褐煤(氯质量分数约 l%)中氯的存在形式,认为氯含量与煤的灰分成反比,主要与煤中有机物 有关,大部分氯存在于煤的晶格里。浙江大学的研究人员分析了各种煤中 氯含量与可燃基挥发分的关系、氯含量与灰分的关系,研究结果显示出煤 中氯含量与可燃基挥发分的关系显得杂乱无章,而煤中可燃基挥发分的主 氯是煤中常见的有害元索之一。一般认为,当煤中氯质量分 数>0.30%B ̄,燃烧过程中就会腐蚀设备.并且在设备中产生结垢和堵塞 现象 口果煤中氯质量分数<o.15%时则对金属腐蚀几乎没有影响。我国 是世界上最大产煤和耗煤大国,原煤消耗占我国能源总量的90%,在今 后的很长一段时间原煤仍在我国的国民经济发展中起着很重要的作用。 1煤中氯的赋存及分布 由于煤结构的复杂性,对于氯在煤中的赋存形态目前还没有统一的结 论,国内外许多学者对氯在煤中存在形态进行探究并提出不同的见解。 早期研究结果认为煤中氯都是以碱金属氯化物的形式存在,可能也存 在少量的钙盐和镁盐氯化物。氯以阴离子形态与金属阳离子形成化合物, 如№。K等.以游离的阴离子形式存在于矿物颗粒之间的水溶液中及煤层 要成分为有机物,说明煤中氯古量与煤中有机物的关系不大。煤中氯含量 数据分布与煤中灰分数据分布也较为分散,菜些煤中氯含嚣随灰分的增加 有升高趋势。对l8种煤样进行灰分测定,把灰中的K:O和Na10及两者之 和与煤中氯进行了关联,也未发现其中的规律性,说明煤中氯含量的分布 规律较难确定。最近粱汉东采用商陛能静态飞行时问二次离子质(TFS一 200,PHI-Evans),在研究贵州六枝矿区K3煤层的超高硫无烟煤中首次发 现分子氯的团簇负离子,从而获得分子氯在原煤中赋存的实验证据。 目前,对煤中氯究竟以何种形态存在于煤中,国内外仍有争议。煤中 的孔隙水溶液中。Daybel等采用沸水作为溶剂萃取煤中氯,认为煤中氯大 部分是以氯离子形式存在,可被水萃取,可被其他阴离子取代,只有少部分 以氯化钠形式存在,钾、钙、镁的氯化物很少,基本上没有以共价键形式存 在于煤中的氯。Frank等利用x射线吸收精细结构谱证明氯主爱以氯离子 形式存在于煤的水分子中.通过有机离子。如极性含氮官能团或碱性羟基 参考文献 [1]王凯军.发达国家环境生物技术研究规划简介[J]_给水排水,1996, 22(9):7—9, [2]俞敦义,彭芳明,刘小武。等.环境对硫酸盐还原菌生长的影响[J]. 材料保护.1996,29(2):1—2. [3]李新荣.沈德中.硫酸盐还原菌的生态特性及其应用[J].应用与环 境生物学报.1999(5):10一l3. [9]孙建辉,樊国峰,侯杰.寄硫酸盐有机废水厌氧消化影响因素的探讨 [J].工业水处理,1998,18(3):10—11. [1O]张小里,刘海洪,陈开勋,等.硫酸盐还原菌生长规律的研究[J].西 北大学学报,1999,29(5):397---402. [11]冀滨弘,章非娟.穆军,等.厌氧处理硫酸盐有机废水的微生物学 [J].中国给水排水,2001,17(3):52—55. [12]康宁,泰祥田.硫酸盐还原——甲烷化两相厌氧处理工艺中的回流 比研究[j】.上海环境科学,1997.16(3):38—40. [13]杨景亮,赵毅。任洪强,等废水中硫酸盐生物还原影响因素的研究 [J].巾国潲气。1999,17(2):18—22. [14]王爱杰,王丽燕。任南琪,等.硫酸盐废水生物处理工艺研究进展 [J]胎尔滨工_业大学学报,2004,36(1l J:1446—1501. (责任编辑:胡建平) 第一作者简介:尹秀贞,女.1979年9月生。现为太原理工大学水利 科学与工程学院2004级硕士研究生,山西省太原市,030024. [4]付玉斌.硫酸盐还原菌诱发腐蚀的研究特点[Jl』_材料开发与应用. 1999.14(5):45—47. [5]竺建荣,胡纪萃,顾夏声.硫酸盐还原作用对厌氧消化过程的影响与 控制[J].中国沼气,1993,1 1(1):13-18. [6]钱泽澎 硫酸盐对厌氧消化的影响[JJ.中国沼气,1994,12(3):3 . [7]任南琪,王爱杰,甄卫东.厌氧处理构筑物中SRB的生态学[J].哈尔 滨建筑大学学报。2001,34(1):39—44. 【8]张小肇,陈志听,刘海洪,等、环境因素对硫酸盐还原菌生长的影响 [J].中国腐蚀与防护学撤,2000,20(4):224—229. Analysis on Microorganism Treatment Method for the Acid Mine Drainage(AMD) YIN Xiu-zhen,ZHAO Zhi-huai,ZHANG Zong・yuan ABSTRACT:This paper introduces the methods for the treatment of the AMD,sums up the mechanism and the influencing factors of SRB(sulfate-reducing bacteria)in treating the AMD,and probes into how to improve the treatment efficiency. KEY WORDS:AMD;SRB;water pollution 165 

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