应用高效厌氧技术处理含高浓度硫酸盐废水

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1、应用高效厌氧技术处理含高浓度硫酸盐废水摘要：结合EGSB反应器，采用高效厌氧技术处理含高浓度硫酸盐有机废水，在COD容积负荷为20kg/(m3?d)的条件下，确定了最佳上升水流速度（vup）为6m/h左右。驯化1个月以后，在进水COD为4000mg/L的情况下，本试验的最适进水SO42－为1521～2028mg/L，对应的最适COD/SO42－比值为2.0～2.6。当COD去除负荷为20kg/(m3?d)时，SO42－还原负荷达到了7.60kg/(m3?d)以上，并且有进一步提升的潜力。关键词：硫酸盐EGSB上升水流速度高效厌氧技术　　含硫酸盐废水中的硫酸盐本身虽然无害，

2、但是它遇到厌氧环境会在硫酸盐还原菌(SRB)作用下产生H2S，H2S能严重腐蚀处理设施和排水管道，且气味恶臭，严重污染大气。另外硫酸盐废水排入水体会使受纳水体酸化，pH降低，危害水生生物；排入农田会破坏土壤结构，使土壤板结，减少农作物产量及降低农产品品质。目前，我国很多城市的地下水已经受到不同程度的硫酸盐污染，寻求行之有效的硫酸盐废水处理工艺早已成为环境工程界普遍关注的问题[1]。　　硫酸盐废水来源广泛，按硫酸盐废水的特点可将其分为两大类：第一类废水含有大量的SO42－和高浓度有机物；第二类废水也含有大量SO42－，但有机物含量较少。本研究主要针对第一类废水进行。此类废水

3、的厌氧生物处理工艺可归纳为两大类：（1）单相处理工艺；（2）两相处理工艺[2，3]。比较两种处理工艺，单相处理工艺具有经济简便的优势。　　应用单相处理工艺时最大的困难在于硫酸盐还原菌（SRB）对产甲烷菌（MPB）的竞争与抑制作用：（1）竞争作用，因为在厌氧反应器内SRB与MPB同时存在，并且这两类菌可利用同种底物，从而在底物浓度不足时会发生竞争作用，不过由于高浓度有机废水可提供较充足的营养，故对本类废水这已不成为问题；（2）抑制作用，主要是由硫酸盐的还原产物硫化物引起的，尽管由于实验条件、方法的不同，关于抑制程度不同研究人员[4，5]所得出的结果不尽相同，但存在这一抑制作

4、用却是毋庸质疑的。能否成功解除这一抑制作用就成了单相法处理这类废水的关键，这方面已有人提出了多种解决途径，例如气提法、金属离子沉淀法、出水硫化物氧化（如利用各种各样的微生物进行的生物氧化法）与回流工艺相结合的方案等等[1，6，7]。以上方法虽然都有一定的作用，但是操作起来都显得较为繁琐，本试验采用EGSB反应器，通过在反应器内维持一定的上升水流速度(vup)，从而在vup以及反应自身所产气体的推动之下将产生抑制作用的H2S从液相转移至气相，减轻或解除硫化物的抑制作用。　　本研究采用上述技术处理含硫酸盐高浓度有机废水，希望在保证废水COD去除效果的前提下达到高的硫酸盐去除率

5、和还原负荷。一旦硫酸盐还原成硫化物就可以通过化学或者生物法转化成单质硫[8～10]，从而实现废水脱硫的最终目的。　　1材料与方法　　1.1接种污泥　　取自某柠檬酸生产企业IC反应器中的厌氧颗粒污泥，根据荷兰Lettinga推荐的接种量[11]，本反应器内的种泥量控制在10～15kgVSS/m3。　　1.2试验用水　　采用人工模拟废水，其中COD:N:P=200:5:1，硫酸盐浓度通过另外添加硫酸钠控制，具体配方见表1。　　表1模拟废水成分[12]mg/L　　主要成分　　质量浓度　　微量元素　　质量浓度　　COD　　4000　　H3BO3　　0.1　　蛋白胨　　800　　Z

6、nCl2　　0.1　　葡萄糖　　2800　　CuCl2　　0.06　　牛肉膏　　500　　MnSO4·H2O　　0.1　　NH4Cl　　400　　(NH4)6Mo7O24·4H2O　　0.1　　KH2PO4　　90　　AlCl3　　0.1　　CaCl2·2H2O　　60　　CoCl2·6H2O　　0.1　　MgSO4·7H2O　　50　　NiCl2　　0.1　　FeSO4·7H2O　　40　　H3BO3　　0.1　　NaHCO3　　5000　　　　　　1.3试验装置　　试验中的EGSB反应器由有机玻璃制成，总体积为7.0L，其中反应区为3.8L。反应区高度为104.3cm

7、，内径为6.2cm，高径比约为16.8。整套试验装置置于恒温室内，温度控制在30℃左右。　　试验装置及流程如图1所示，整套装置形成了一个闭路循环，在换水周期内连续运转。　　　　图1试验装置及工艺流程图　　1－进水及全回流出水接受容器；2－柱塞泵；3－湿式气体流量计；4－出气管　　1.4试验内容与方法　　采取每天进出水各一次的半连续运行方式。首先在进水中不添加硫酸盐的情况下启动反应器，由于本实验用接种污泥是直接从某企业中正在高负荷运行的IC反应器中取出的颗粒污泥，活性非常之高，故在进水COD4000mg/L左右的条件下，COD容