微量元素對厭氧生物處理的影響

    微量金屬元素

 假如能夠正確認(rèn)識微量金屬在產(chǎn)甲烷過程中的關(guān)鍵作用的話，厭氧工藝可以在化工品加工、紙漿、造紙，甚至蒸發(fā)冷凝等多種類型的工業(yè)廢水的處理中得到應(yīng)用。盡管在T廢水中實際存在著所需要的微量金屬，但工業(yè)廢水中也并非必然存在著微量金屬的生物有度- 可以被微生物(包括細)效用微量金元素的濃度，這樣一個生物效的濃度才是真正起作用的濃度。這是理解厭氧工藝的首要問題。雖然到目前為止，還不給出一個十分明確地衡量某種元素的生物有效性的方法，但微量金屬元素在厭氧生物反應(yīng)器中的生物有效性對反應(yīng)器運行的重要性已經(jīng)得到了很普遍的認(rèn)識。

     產(chǎn)甲烷菌所需要的微量金屬元素的量非常少，但微量金屬元素的缺乏卻能夠?qū)е律锘盍ο陆?，進而影響整個厭氧反應(yīng)器的運行效果和穩(wěn)定性，因此，在厭氧反應(yīng)器中維持足夠的微量金屬元素的濃度是十分重要的。

     微量金屬對甲烷菌的激活作用

     產(chǎn)甲烷細菌對鐵、鎳和鈷等元素的需求相對較高。而在某些工業(yè)廢水中，含有這幾種元素的濃度可能過低，例如玉米、土豆加工、造紙廢水等，如果采用厭氧消化工藝來處理這些廢水，就應(yīng)向廢水中添加這幾種元素，這樣才能保證厭氧反應(yīng)器中的產(chǎn)甲烷菌的正常生長進而獲得滿意的處理效果。

 所有產(chǎn)甲烷細菌的生長均需要Ni、Co、Fe 等微量金屬元素。但是，厭氧生物處理中微量金屬的生物有效度卻能帶來明顯的運行問題。甲烷是由不同種類的甲烷菌產(chǎn)生的，而每一種甲烷菌都有自己獨特的對環(huán)境和微量金屬的需要，因此對出現(xiàn)的每一種運行問題都應(yīng)該進行個別的檢定。Ni是產(chǎn)甲烷細菌中輔酶F3 和氫化酶重要成分，培養(yǎng)基中1~5pmol/的物合成程中需要大量的Co;產(chǎn)甲烷細菌對Fe 的要量較大，吸收率約為1~3mg/g細胞干重，因此一般要求培養(yǎng)基中全鐵的濃度要維持在0.3~0.8mmol/L。有烷細菌需其他金屬元素，如 Mo能刺激嗜熱自養(yǎng)甲烷桿和巴氏甲烷八疊球菌的生長; 池沼甲烷球菌和嗜甲基甲烷擬球菌的生長則需要較高濃度的Mg。

 通常認(rèn)為，除上述的Fe、Co、Ni 、Mo、Mg以外，對產(chǎn)甲烷細菌具有激活作用的微量金屬還有Zn 、 Cu、Mn、Se、 W 、B等。因此，可知影響產(chǎn)甲烷速率的微量金屬元素是多種多樣的，限制或缺少其中一種都會使產(chǎn)甲烷過程受到嚴(yán)重的抑制。

   在某些情況下，廢水中可能已經(jīng)存在著足夠濃度的微量金屬元素，但即使這樣，有時還是不能保證它們的生物有效性，而且提高微量金屬元素的生物有效性并不等于不斷地向外系統(tǒng)中投加和補充微量金屬，因為有時這些微量金屬可能被強烈地螯合了，而鰲合形式的得量金屬的生物有效度是不確定的。螯合作用雖然可以使金屬保持為溶解狀態(tài)，但當(dāng)鰲合作用太強時就會限制被螯合金屬的生物有效性。