厌氧反应除硫酸盐的新工艺

1、厌氧反响除硫酸盐的新工艺摘要：对目前消除硫酸盐对厌氧反响影响的几种方法进展了归纳评价，并提出了硫酸盐复原-微电解除硫化物-厌氧反响的新思路，从理论上分析了这种新工艺的特点，同时提出了存在的问题及对策。关键词：硫酸盐复原微电解厌氧反响0引言近年来，由于轻工、制药等行业的开展造成了大量的含高浓度硫酸盐的工业废水急需处理，如硫酸盐法造纸废水、柠檬酸废水等。工业有机废水中由于硫酸盐的存在而产生的主要问题包括：高浓度的硫酸盐对产甲烷菌(PB)产生强烈的抑制，致使消化过程难以进展；其次大量的硫酸盐废水被排入已污染严重的水体中，不仅会产生具有恶臭味和腐蚀性的硫化氢，而且直接危害人体安康和影响生态平衡。本文提

2、出了一种处理硫酸盐废水的新工艺，它主要由两相厌氧反响器和微电解反响池组成，利用硫酸盐复原菌(SRB)将S42-复原成硫化物，再经过微电解反响池与Fe2+结合生成FeS沉淀，以去除大部分硫酸盐，致使后一厌氧反响中产甲烷过程不受抑制。1工艺的比较与评价对于含硫化物和硫酸盐废水以往的处理方法主要有：(1)控制pH值消化液的pH值影响H2S的离解程度。在厌氧消化中起抑制作用的硫化物主要是未电离的H2S。当pH值升高时，未电离的H2S浓度降低，从而其毒性也相应降低；一般认为，pH值在7.58.0范围内较为适宜。(2)两段厌氧消化工艺采用两段厌氧消化工艺，在第一阶段控制产酸菌适宜的环境条件，产物以低级脂肪

3、酸和H2S为主，出水经脱H2S装置脱除H2S，在第二阶段进展以甲烷为主要产物的甲烷发酵。(3)投加SRB抑制剂主要是抑制SRB的活性，使得正常参与产氢产乙酸过程的细菌数量减少。对于第(1)种方法，控制pH值是很困难的，也很繁琐，因为这需要时刻监测，并且要求控制得非常准确。这种方法很难推广，且药剂用量大，运行费用较高。第(2)种方法，目的是在第二段厌氧处理前去除硫酸盐，这取决于前一段厌氧体系的复原才能和厌氧体系的运转状况。由于除H2S装置复杂，实际操作困难，处理效果无法保证。第(3)种方法，投加抑制剂虽然抑制了H2S的生成量，但也同时抑制了PB的活性，使甲烷的产量降低。以上几种工艺都有各自的弊病

4、和实际操作困难等缺点，有必要提出一种更为实用的新工艺。该工艺是将两相厌氧反响器和微电解组合，主要利用硫酸盐复原菌(SRB)将硫酸盐复原成硫化物，再经过微电解反响池使之与Fe2+结合生成FeS沉淀去除大部分硫酸盐，致使后一厌氧反响器产甲烷过程不受抑制，同时增加回流设施，进步硫酸盐的转化率。新工艺的流程如图1所示。图1新工艺流程1粗细格栅2混凝沉淀池3第一微电解反响池4沉淀池5第一厌氧反响器6第二微电解反响池7第二厌氧反响器2新工艺的特点和原理2.1特点整个工艺的目的是将厌氧反响分两个阶段进展，从而有效地去除硫酸盐，进步可生化性，降低D与BD。第一厌氧反响器使硫酸盐转变成硫化物，然后，硫化物在第二

5、微电解池中被去除。出水硫化物的去除消除了对PB的次级抑制，为有机物在第二厌氧反响器中的厌氧消化创造了一个适宜的条件。此外，工艺中增加了回流设施，主要是考虑当进水中含有较高的硫酸盐时，回流可使硫酸盐浓度降低，同时进步了硫酸盐的复原率。2.2原理2.2.1第一微电解反响池根据金属材料在水溶液中的腐蚀理论可知，任何形式的腐蚀必发生在电极之间，且两电极之间存在电流通过。铸铁是铁与碳的合金，因此铸铁屑浸于水中时，就构成了完好的电路，在它的外表上就有电流。电流在成千上万个细小的微电池内流动，纯铁成为阳极被腐蚀，而碳成为阴极。在酸性条件下，主反响如下：阳极反响：Fe2eFe2+阴极反响：2H+2eH2本工艺

6、对第一微电解反响池曝气，目的是将Fe2+氧化成Fe3+，那么发生氧化复原反响：4Fe2+22H24Fe3+4H-(曝气氧化)Fe3+3H-Fe(H)3(中和絮凝)新生态的Fe3+经石灰中和后，生成的Fe(H)3是胶体凝聚剂，它的吸附才能高于一般药剂水解法得到的Fe(H)3的吸附才能，这样污水中原有的悬浮物以及通过微电解产生的不溶物和构成色度的有机物可被吸附凝聚。2.2.2混凝沉淀池它的作用是将预处理部分剩余的悬浮物，部分有机物和第一微电解反响池中产生的Fe(H)3絮状物，经混合、絮凝、沉淀进一步别离，防止带入第一厌氧反响器，同时去除部分D。2.2.3第一厌氧反响器硫酸盐的复原是在SRB(硫酸盐

7、复原菌)的作用下完成，SRB是属专性厌氧菌，在厌氧消化过程起主要作用的4种微生物种群中，属产氢产乙酸菌。在不存在硫酸盐的厌氧环境中，SRB那么呈现产氢产乙酸菌的功能。在稳态的厌氧消化过程中，PB(产甲烷菌)利用产氢产乙酸菌的代谢产物-氢和乙酸，产生甲烷和二氧化碳。当厌氧消化中存在硫酸盐时，那么SRB不仅具有了产氢产乙酸菌转化有机酸和乙酸的功能，而且具有复原硫酸盐为H2S的特性，存在硫酸盐的厌氧消化过程中，本可能被PB利用复原二氧化碳生成甲烷的一切分子氢均被SRB所竞争利用，从而使复原二氧化碳生成甲烷的反响受阻。硫酸盐在SRB的作用下复原成硫化物，是污泥驯化的过程，硫化物浓度超过100g/L时，

8、对甲烷菌细胞的功能产生直接抑制作用。当原水S42-含量较高时(400g/L)就有可能转化为较高浓度的硫化物，并且是不可防止的。因此，采用第一厌氧反响器将大部分硫酸盐转化成硫化物。2.2.4第二微电解反响池第二微电解反响池是封闭装置，主要防止空气中的氧带入后面的厌氧反响器，造成对厌氧反响的抑制。从第一厌氧反响器出来的含有大量硫化物的水到第二微电解反响池，与Fe2+结合成FeS沉淀：这样，消除了硫酸盐对PB的抑制影响，保证了第二厌氧反响器的良好运行，且反响池内设有截流装置，不会使沉淀带出反响池。2.2.5第二厌氧反响器3新工艺的试验验证3.1实验室配水验证经测定生活污水中S42-含量为3844g/

9、L，试验取值为40g/L，加配水Na2S4后将原水S42-含量调至表1中整数值。试验数据见表1。表1配水试验结果进水S42-浓度(g/L)第一厌氧池出水S42-浓度(g/L)S42-的转化率(%)第一厌氧池出水S2-浓度(g/L)第二微电解池出水S2-浓度(g/L)S2-的去除率(%)1000396.060.40194.612.793.47120511.857.35190.413.193.121500670.255.32200.113.493.301800894.9650.28196.714.392.733.2工艺最终出水验证根据对某制药厂废水进展试验，配水采取生物制药废水加30%生活污水。试

10、验数据见表2。表2生物制药废水加生活污水试验结果工程原水沉淀池出水第一厌氧池出水第二微电解池出水第二厌氧池出水总去除率(%)D(g/L)18601302.81004.6883.13204.788.99BD(g/L)672706.5642.4667.1114.682.95S42-(g/L)12751264.4521.717.116.298.73SS(g/L)984470.35361.6143.295.590.29色度(倍)1360575.28464.5182.588.793.48以上数据是在不翻开回流装置的条件下测定的。当进水硫酸盐浓度非常高时，那么翻开回流装置，以进步硫酸盐的转化率，从而降低硫酸盐浓度，使后一厌氧反响器反响顺利进展。这些试验结果，为进一步开展这种新工艺处理高浓度硫酸盐有机废水的研究及工程理论奠定了理论基矗4结语(1)采用硫酸盐复原-微电解除硫化物-厌氧反响的新工艺，可以有效地消除高浓度的硫酸盐对产甲烷菌(PB)的影响，到达了厌氧反响中产甲烷过程不受抑制的目的。(2)采用微电解工艺，设备简单，运转本钱低，D及色度去除效果良好，并可较大幅度进步污水的可生化性，为后续生化处理创造了有利条件。第二微电解池在使用一段时间后，用稀酸再生可恢复使用。(3)从理论分析及小型试验数据