高浓度硫酸盐有机废水的生化处理方式小结---苗雨
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高盐废水生化处理:技术要点与解决方案一、引言随着工业的快速发展,高盐废水已成为重要的环境问题。
高盐废水主要来自化工、印染、食品加工等行业,具有高浓度、高毒性、难以生物降解等特点,对环境和人类健康造成严重影响。
因此,高盐废水的处理成为当前的重要课题。
本文将详细解析高盐废水生化处理的技术要点和解决方案,以提供实用的参考。
二、高盐废水生化处理技术要点1.预处理:高盐废水进入生化系统前,需要进行预处理。
预处理的目的是去除大颗粒物质、降低污染物浓度,为后续生化处理创造有利条件。
常用的预处理方法包括沉淀、过滤、吸附等。
2.微生物选择:在高盐环境下,常规的微生物可能无法适应,因此需要选择耐盐、耐高浓度污染物的微生物。
通过驯化、筛选和培养,可以得到适合高盐废水的微生物种群。
3.生物膜反应器:生物膜反应器是一种有效的生化处理方法,通过在反应器内形成生物膜,提高微生物的附着和降解能力。
在高盐废水处理中,生物膜反应器能够适应高盐环境,保持较高的降解效率。
4.高效分离:生化处理过程中,需要将污染物转化为无害物质或将其从废水中分离出来。
因此,高效分离技术是生化处理的重要环节。
常用的高效分离技术包括活性炭吸附、膜分离、光化学反应等。
三、高盐废水生化处理解决方案1.高效曝气池:高效曝气池是一种常见的生化处理方法,通过增加曝气量、优化曝气方式等手段,提高有机污染物的降解效率。
在高盐废水处理中,高效曝气池可以与其他工艺结合,如活性污泥法、A2O等,实现高效去除污染物。
2.生物膜反应器与高效分离技术结合:将生物膜反应器与高效分离技术结合,可以实现高盐废水的高效处理。
具体流程为:生物膜反应器对废水进行生物降解,然后通过高效分离技术将污染物从废水中分离出来。
这种解决方案具有较高的处理效率和稳定性。
3.光化学氧化法:光化学氧化法是一种新型的污水处理技术,利用光能将有机污染物转化为无害物质。
在高盐废水处理中,光化学氧化法具有较高的降解效率和较强的适应性。
高含硫污水的处理方法一、背景介绍高含硫污水是指含有较高浓度硫化物的废水,其处理是环境保护和污水处理领域的重要课题。
高含硫污水的处理不仅能够减少对环境的污染,还可以回收利用其中的资源。
本文将详细介绍高含硫污水处理的方法和技术。
二、高含硫污水处理方法1. 生物处理法生物处理法是目前应用较广泛的高含硫污水处理方法之一。
通过利用硫化物氧化细菌或硫酸盐还原细菌,将硫化物转化为硫酸盐或硫酸氢盐,从而实现高含硫污水的处理。
常用的生物处理方法包括活性污泥法、厌氧处理法和微生物燃烧法等。
2. 化学处理法化学处理法主要是通过添加化学药剂,如氧化剂、还原剂、沉淀剂等,来实现高含硫污水的处理。
其中,氧化剂可以将硫化物氧化为硫酸盐或硫酸氢盐,而还原剂则可以将硫酸盐或硫酸氢盐还原为硫化物。
沉淀剂则通过与硫化物反应生成沉淀物,从而将硫化物从污水中去除。
3. 物理处理法物理处理法主要是通过物理手段将高含硫污水中的硫化物分离出来。
常用的物理处理方法包括蒸发浓缩法、离心法和膜分离法等。
蒸发浓缩法通过加热使污水中的水分蒸发,从而使硫化物浓缩。
离心法则利用离心力将硫化物从污水中分离出来。
膜分离法则通过膜的选择性渗透性将硫化物从污水中分离。
4. 综合处理法综合处理法是将多种处理方法结合起来,以提高高含硫污水处理效果。
常见的综合处理方法包括生物-化学法、生物-物理法和化学-物理法等。
生物-化学法是将生物处理法和化学处理法相结合,通过先进行生物处理,再进行化学处理,以提高硫化物的去除率。
生物-物理法则是将生物处理法和物理处理法相结合,通过先进行生物处理,再进行物理处理,以提高硫化物的去除效果。
化学-物理法则是将化学处理法和物理处理法相结合,通过先进行化学处理,再进行物理处理,以提高硫化物的去除效率。
三、高含硫污水处理技术1. 活性炭吸附技术活性炭吸附技术是一种常用的高含硫污水处理技术。
通过将高含硫污水通过活性炭床层,利用活性炭对硫化物的吸附作用,将硫化物从污水中去除。
处理高COD\高浓度硫酸根废水工程实例摘要结合工程实例,介绍了物化预处理——生化工艺处理高COD、高浓度硫酸根化工废水的主要工艺设计参数,调试运行过程;分析了调试运行过程中出现各种现象的原因;总结了设计运行过程中的经验和教训。
关键词物化预处理生化工艺高COD高浓度硫酸根江苏巨洋锂电池新材料有限公司主要从事锂离子电池正极材料研发生产。
该企业废水主要来源于生产废水及地面、设备冲洗水。
1、废水的水量和水质本工程设计处理规模为1000m3/d,24小时运行,即42m3/h。
根据环评要求及对该企业所排废水类型的调查,设计的进水质为:CODcr≤25000 mg/L,SO42-≤27600 mg/L ,Fe2+≤170 mg/L ,PO43-≤260 mg/L。
2、废水处理工艺流程、根据江苏巨洋锂电池新材料有限公司所提供的废水及我院调研资料可知,该生产废水具有水量大、CODcr高,硫酸盐浓度高等特点,因此拟采用物化预处理先去除SO42-、Fe2+、PO43-,再通过生化处理削减CODcr的污水处理工艺。
污水处理流程如图1所示。
图1污水处理流程3、主要构筑物和设备3.1调节池调节池对生产废水进行水量的调节和均匀水质,保证后续处理稳定、有序运行。
调节池平均停留时间选取12.0h,调节池内设置穿孔空气搅拌管进行预曝气搅拌。
3.2反应池对污水进行预处理,通过投加石灰乳去除污水中的硫酸根、磷酸根、铁离子及一部分悬浮状的污染物,初步改善污水水质,降低后继生化处理工艺的负荷,反应产生的泥水混合物进入压滤机进行泥水分离,部分来不及压滤的混合物也可暂先通过污泥泵1排入污泥浓缩池,以待压滤处理。
滤出水进入曝气反应池。
3.3 曝气反应池收集滤出水,去除残余的Ca(OH)2,降低pH值,以满足后续生化处理要求。
曝气反应池内采用穿孔空气管搅拌,使空气中CO2参与反应,曝气反应池总停留时间为3.0h。
3.4 混凝沉淀池对污水进行预处理。
高盐废水处理工艺流程
《高盐废水处理工艺流程》
高盐废水是指含盐浓度较高的工业废水,其处理工艺流程通常需要经过多个步骤。
首先,高盐废水需要经过初步的物理处理,包括固液分离、沉淀、过滤等过程,以去除废水中的固体颗粒和悬浮物。
接下来是化学处理,通过给废水添加化学药剂,如硫酸铝、聚合氯化铝等,使废水中的有机物和重金属离子发生沉淀或凝聚,进而被去除。
随后是生物处理,通过将废水引入生物反应器中,利用微生物来降解有机物和氧化盐类,达到净化废水的目的。
最后,是膜分离技术,通过在废水中引入逆渗透、纳滤等膜分离设备,将废水中的盐分和溶解固体进一步去除,以达到排放标准。
综合以上工艺流程,可以有效地处理高盐废水,净化水质,保护环境。
同时,由于处理过程中产生的盐渣和固体废物也需要合理处置,因此在高盐废水处理过程中,环保、节能和资源综合利用也是需要充分考虑的因素。
高盐高COD有机废水是指有机物和总溶解性固体物含量大于3.5wt.%的废水,其产生来源主要是:一、海水直接用于工业生产和生活后排放的废水;二、石油开采废水、医药/农药/染料及其中间体生产工艺废水、印染废水、精细化工废水、奶制品加工废水等。
这些废水中无机盐的含量一般在15-25wt.%之间,有机物的COD含量在103-105mg/L之间,其对环境的污染十分严重。
由于这些高盐高COD有机废水中存在大量的无机盐,对微生物具有强的抑制和毒害作用,从而严重影响生物处理系统的净化效果,难以采用生化法进行处理。
随着对环保要求的不断提高,高盐高COD废水的处理已成为制约许多企业生产发展的瓶颈。
高盐高COD有机废水传统的处理方法有以下几种:一、高盐高COD有机废水稀释后再经生物法、化学氧化法和物理处理法等进行处理,这种方法一般只适用于盐含量较低且COD含量也较低的情况,否则处理成本会很高。
二、采用化学氧化法先对高盐高COD有机废水进行初步处理,然后再送到废水处理厂进行二次处理。
化学氧化法是以双氧水为氧化剂,在亚铁离子作用下对有机物进行氧化降解的一种方法,其优点是操作条件较温和,但其缺点也是显而易见的:1)由于亚铁离子对双氧水具有很强的催化分解作用,导致双氧水的利用率不高,处理成本高;2)化学氧化法需要先将废水的pH调节接近中性,因而会消耗酸碱,同时会引入其它种类的无机盐;3)Fenton化学氧化法主要是将难降解有机物转化为相对易于生化降解的有机物,一般不能完全降解有机物,因而只能部分去除COD,后续还要进入生化处理装置进行二次降解,因此该方法通常只能作为难降解有机废水的预处理方法;4)对于高盐废水,经化学氧化法处理后,无机盐含量没有降低,还要通过稀释才能进行生化降解,否则生化降解过程中的细菌无法适应高盐含量;5)经化学氧化法处理后的高盐废水不适用于直接高效蒸发脱盐,因为化学氧化法无法彻底降解有机物,这些残留的有机物易于进入无机盐中,导致脱除后的无机盐成为固体危险废弃物。
231 引言厌氧消化技术因其成本低、效率高等优势广泛应用于有机废水处理,可产生大量的甲烷能源。
但是,众多行业产生的有机废水通常含有高浓度硫酸盐。
在高浓度硫酸盐条件下,硫酸盐还原菌对底物的争夺能力以及繁殖速度均强于产甲烷菌,产生大量的硫化物。
硫化物在反应器中主要以未解离态H 2S、解离态HS –和解离态S2–三种形态存在,其中未解离态H 2S 毒性最强,可强烈的抑制产甲烷菌的活性进而影响甲烷产量和有机物的去除率。
因此,有效地控制未解离态H 2S 毒性是提高含硫酸盐有机废水厌氧处理效能的关键。
2 传统硫化物毒性控制主要方法及适用性2.1 金属硫化物沉淀法利用金属硫化物沉淀方法可以去除水中的硫化物,因此可以降低未解离态H2S 的浓度。
铁、锌、铜、镍等离子均可以与硫化物发生反应形成沉淀物。
如果单纯的投加金属盐来控制硫化物浓度会带来高昂的运行成本,硫化物浓度越高金属离子投加量越大。
然而,很多企业的生产废水中含有金属离子,可以补充到厌氧反应器中来沉淀硫化物。
因此,金属硫化物沉淀法多适用于废水含有金属离子的情况。
2.2 气体吹脱法当废水pH 中性偏酸的情况下,水中的硫化物主要以未解离态H 2S 的形式存在。
利用这一特点,可以在厌氧反应器中安装循环气体吹脱装置,将未解离态H 2S 通过气体吹脱出去。
吹脱法通常利用厌氧反应器中产生的甲烷作为气源进行循环吹脱。
但是,当厌氧反应器受到硫化物毒性强烈抑制的情况下,甲烷气体的产出量较小,难以形成稳定的气源。
因此,吹脱法适用于废水pH 中性偏酸、同时产甲烷抑制较弱可以形成稳定气源的情况。
2.3 提高pH 法通过提高pH 的方法可以有效地促进H 2S 解离。
当pH 为8左右时,大部分的硫化物会以解离态的HS –存在,从而降低硫化物对产甲烷的毒性抑制作用。
产甲烷菌的生存pH 通常在6.5到8.5之间,因此适量提高pH 不会对产甲烷产生抑制作用。
但是如果废水量大而且pH 偏酸的情况下,投加碱升高pH 会增加运行成本,不利于反应器的长期运行。
化工高盐废水处理工艺
一、概述
高盐废水是一种具有高含盐量、高有机物和高悬浮物的特点的废水。
这类废水主要来源于化工、制药、石油化工、造纸和印染等行业。
高盐废水不仅对环境造成严重污染,还对生物处理系统产生抑制作用,因此,高盐废水的处理一直是环保领域的重要课题。
二、处理工艺
1.预处理:预处理的目的是去除废水中的大颗粒悬浮物和油类物质,为后续
处理创造有利条件。
常用的预处理方法包括沉淀、过滤、气浮等。
2.蒸发结晶:蒸发结晶是一种常用的高盐废水处理方法,通过加热使废水中
的水分蒸发,而盐分则以结晶的形式析出。
该方法不仅可以去除盐分,还可以回收有价值的盐类物质。
3.生物处理:对于含盐量较低的废水,可以采用生物处理方法。
通过培养微
生物,利用其代谢作用降解有机物,并降低废水中的氨氮、总氮等污染物。
常用的生物处理技术包括活性污泥法、A2O工艺等。
4.高级氧化:对于难降解的有机物,可以采用高级氧化技术进行处理。
该技
术利用强氧化剂如臭氧、过氧化氢等,将有机物转化为无害物质。
高级氧化技术具有反应速度快、无二次污染等优点,但运行成本较高。
三、处理效果
通过合理的处理工艺,高盐废水可以得到有效的处理,达到国家或地方规定的排放标准。
同时,一些有价值的产品也可以通过处理过程得到回收利用。
四、结论
高盐废水处理是一个复杂而重要的课题,需要采用多种方法综合处理。
目前,虽然已有许多成熟的处理工艺,但随着环保要求的提高和处理难度的增加,仍需不断探索和创新。
UASB 处理高硫酸盐废水及人工神经网络模型的构建王庆宏,余静诗,梁家豪,陈春茂(中国石油大学(北京)化学工程与环境学院,重质油国家重点实验室,北京102249)[摘要]采用UASB 处理高硫酸盐废水,对不同碳硫比〔m (COD )/m (SO 42-)=1、2、3、4.6〕条件下反应体系的处理效能进行评估,并利用神经网络模型分析不同因素对COD 去除率和SO 42-去除率的影响。
结果表明SO 42-去除率与m (COD )/m (SO 42-)成正比,而COD 去除率则与m (COD )/m (SO 42-)成反比。
当m (COD )/m (SO 42-)为4.6时,SO 42-平均去除率达98.1%,此时,COD 平均去除率仅为32.2%。
神经网络模型的影响因素权重分析表明进水pH 、COD 和m (COD )/m (SO 42-)为影响COD 去除的主要因素,进水COD 、SO 42-浓度和m (COD )/m (SO 42-)为影响SO 42-去除的主要因素。
[关键词]高硫酸盐废水;厌氧处理;神经网络[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)07-0077-05Treatment of sulfate ⁃rich wastewater by UASB and construction of artificial neural network modelWang Qinghong ,Yu Jingshi ,Liang Jiahao ,Chen Chunmao(State Key Laboratory of Heavy Oil Processing ,College of Chemical Engineering and Environment ,China University of Petroleum-Beijing ,Beijing 102249,China )Abstract :Sulfate ⁃rich wastewater was treated by UASB.The performance of the reaction system under the conditionof different COD/sulfate ratios 〔m (COD )/m (SO 42-)=1,2,3,4.6〕was studied ,and the neural network model was usedto analyze the influence of different factors on COD and SO 42-removal efficiency.The results showed that the removal rate of SO 42-was proportional to the m (COD )/m (SO 42-)and the removal rate of COD was inversely proportional to the m (COD )/m (SO 42-).When m (COD )/m (SO 42-)was 4.6,the average removal rate of SO 42-could reach up to 98.1%,but that of COD was only 32.2%.The weight analysis of influencing factors of neural network model shows that theinfluent pH ,COD and m (COD )/m (SO 42-)were the main parameters that affect COD removal ,and the influent COD ,SO 42-concentration and m (COD )/m (SO 42-)were the main parameters that affect SO 42-removal.Key words :sulfate ⁃rich wastewater ;anaerobic biological treatment ;neural network食品加工、纸浆生产、制药和石化等行业都会产生大量高浓度硫酸盐有机废水〔1〕。
浅谈煤化工行业高含盐废水处理技术随着煤化工行业规模的不断扩大,高含盐废水的污染问题成为制约煤化工行业发展的一大障碍。
高含盐废水的处理技术是一个复杂的系统工程,需从多方面入手,采取多种措施进行处理。
一、常见高含盐废水处理技术分类目前高含盐废水处理技术主要分为生物法、物化法、组合法三大类。
生物法以其低投资,低运行成本和高效处理技术的特点,成为了高含盐废水处理的主流技术。
但是高含盐废水的高盐度和有毒物质的存在使微生物难以存活,使用微生物生物法处理高含盐废水存在一定的局限性。
因此物化法和组合法逐渐成为高含盐废水处理技术的重要手段。
二、物化法处理技术物化法处理技术主要包括:膜分离技术、化学沉淀技术、膨胀石墨吸附技术、离子交换技术等。
其中膜分离技术是目前高含盐废水处理技术的最新发展方向,可以有选择性地去除盐酸、草酸等有机物质及硫酸盐和氯化物等无机盐,但随着濃度和管膜反应采取了两级膜工序逐渐成为发展趋势;离子交换技术采用负载树脂处理高盐含量废水效果十分显著,但处理后的二次废水中盐度含量过高需要采用多效反渗透,膜分离等二次处理。
组合法处理技术是将两种或多种不同处理技术相结合以达到最佳处理效果的一种处理方式。
组合法可以将生物法、物化法,物理法、物化法等不同处理技术组合起来使用,可以互相弥补缺陷并实现最佳效果。
例如将膜技术与生物技术、物化技术相结合,可以在保证脱盐率的同时充分处理污染物。
此外,组合法在处理剩余浓水和零排放方面也有广泛应用。
四、结语高含盐废水的处理技术是煤化工行业发展不可忽视的问题。
目前高含盐废水处理技术主要分为生物法、物化法和组合法三大类。
不同技术各有优劣,要根据具体的污染状况和经济效益选择合适的处理技术。
同时,将不同处理技术组合运用,可以实现高效处理废水的目标。
随着新技术不断涌现,高含盐废水处理技术将会更加完善。
高浓度硫酸盐有机废水的生化处理方式小结1.硫酸盐废水来源、危害及处理对策含硫酸盐的废水主要有采矿废水,制药废水,制革废水,造纸废水,食品加工废水,金属加工废水,化工废水等。
随着工业的飞速发展,硫酸盐废水的排放量越来越大。
大量高浓硫酸盐有机废水排入环境水体中会导致水体酸化,影响水生生物的生长;污染土壤,导致土壤生态系统失衡;还原产生的有毒有害废气H2S会污染大气环境,因此,专家学者对硫酸盐废水的研究由来已久[1]。
综合各种研究成果来看,生化法具有成本低,能耗少,无污染等优点,还可以通过驯化和强化功能细菌,提高处理效率,因此,生化法是厌处理高浓硫酸盐有机废水的首选工艺。
但是,硫酸盐废水还包括无机性硫酸盐废水和难生物降解的有机物性硫酸盐废水,这其中还含有多种重金属离子,氮磷等元素,成分非常复杂,因此对生化处理工艺提出了更高的要求[2]。
2.硫酸盐还原菌与产甲烷菌的竞争机制与硫化物毒性抑制研究废水中的硫元素主要以有机硫、SO42-、和S2-形式存在,其中SO42-是主要形式。
废水中的SO42-的生物处理一般包括还原反应和氧化反应两个过程,分别有硫酸盐还原菌(SRB)和硫化物氧化菌(SOB)完成。
在厌氧条件下,SO42-在SRB的作用下被还原为硫化物,然后在SOB作用下将硫化物氧化为单质硫,再通过剩余污泥进行单质硫回收。
在厌氧过程中,系统中同时存在的产甲烷菌(MPB)和硫酸盐还原菌(SRB)的基质竞争以及硫化物对MPB 和SRB的毒害作用,都会使厌氧降解过程受到抑制。
2.1竞争抑制理论厌氧发酵过程中产生的H2和乙酸是SRB和MPB的共同底物,但是SRB对氧化还原电位(ORP)要求小于-100mV,而MPB则要求小于-330mv,因此硫酸盐还原反应总是优先发生。
Nielson 等[3]通过研究发现,SRB具有较大的比乙酸消耗速率和较低的半速度常数,因而在底物亲和力方面更有优势。
从热力学角度来看,SRB硫酸盐还原作用比产甲烷反应放出更高的能量,反应更容易发生。
此外,从生长动力学来看,SRB较MPB有更高的生长率和细胞产率。
2.2 H2S抑制理论硫酸盐的还原产物H2S,HS-,S2-和金属硫化物等是细菌生长的抑制剂,微生物尤其是MPB极易受这些还原产物的抑制作用。
这其中,游离H2S的毒害作用最大,Khan 等[4]发现硫化物的毒性远远大于其他化合态硫,Reise等[5]提出硫化物中对微生物的抑制作用主要是溶解性H2S。
硫化物的抑制浓度和反应器类型、污泥驯化方法和程度、底物性质及负荷、反应器内pH值等有关[6]。
一般工程上将100mg/L作为是否引起明显抑制效应的阈值。
硫化物对SRB本身也有抑制作用,只是强度略低于MPB[7]。
Lawrence等[8]提出,硫化物超过200mg/L,生化系统就将会崩溃,而Buisnman等[9]则认为,硫化物大于900mg/L时,SRB 的还原效果才受到明显影响。
3.影响硫酸盐还原作用的主要因素在硫酸盐废水的厌氧处理过程中,各种生物因子、非生物因子都直接或间接影响到SRB 的繁殖和活性,进而影响到硫酸盐的处理效率。
3.1碳硫比COD/SO42-COD/SO42-值是影响SRB和MPB竞争关系的重要指标。
从理论上讲,硫酸盐还原菌在还原硫酸盐时要求COD/SO42-为0.67,高于此值,硫酸盐可以完全还原;低于此值,硫酸盐只能部分还原,同时考虑到MPB与SRB对基质的竞争,硫酸盐完全还原所需要的COD要大于理论值。
Choi等[10]发现在COD/SO42-为1.7~2.7时,MPB和SRB表现出激烈竞争,碳硫比小于1.7时,SRB占优势;碳硫比高于2.7时,SRB占优势。
李雪清等[11]通过实验得到COD/SO42-比值为 2.0.~3.3时,COD的去除率及对硫酸盐的还原率均较好;当比值为2.0~2.5时,反应效率较低;当比值≤2.0时,反应器运行失败。
王爱杰等[12]将反应器COD/SO42-比值从4.2降低到2.0时,发现系统生态位偏离最佳值,系统处于亚稳定状态。
Barrera[13]等利用UASB研究发现,当碳硫比小于10时,反应器就出现抑制现象,而当比值小于5时,则出现崩溃迹象。
提高低COD/SO42-条件下的硫酸盐去除率是一个难点。
3.2 pH的影响当pH 值为6 时,90%的硫化物以H2S 状态存在;当pH 值为7 时,只有50%的硫化物以H2S 状态存在;当pH 值为8 时,则硫主要以HS-状态存在[14]。
SRB适合于微碱性的环境条件(pH值为7.0~8.0),其最佳pH值范围为7.5~7.8,而MPB的最适生长pH范围为6.8~7.2。
Visser等[15]分别对颗粒态、悬浮态的乙酸营养型产甲烷菌以及硫酸盐还原菌之间的竞争机制进行研究,结果表明:无论颗粒态还是悬浮态,当pH大于6.9时,产甲烷菌在竞争中占优势;当pH大于7.7时,硫酸盐还原菌占优势,且当pH大于7时,颗粒微生物所受的抑制作用主要由总硫化物引起。
3.3 温度的影响温度直接决定SRB的代谢活性和生长速度。
Maree等[16]发现,SRB的最大增殖率发生在30.5℃,在38℃以上温度时SRB的生长受到抑制。
李潜等[17]待用序批式厌氧反应器处理钛白废水时,发现温度33~36℃时处理效果最好。
国外还有研究表明,当温度在55~65℃时,SRB在与MPB的竞争中具有优势。
3.4溶解氧的影响最新的研究表明,SRB能耐受高达4.5/L的溶解氧[18],但是氧气对其存在的毒害作用是不容置疑的。
蒋永荣等[6]通过微生物培养发现,SRB在有氧和厌氧条件下都能生长,但是有氧情况下还原率很低。
3.5 氧化还原电位的影响在硫酸盐还原反应器中,氧化还原电位是反应器运行状态好坏的指示参数。
有研究发现,要维持硫酸盐去除率在80%以上,氧化还原电位必须不高于-320mV。
在进水碳硫比为 3.0时[19],将氧化还原电位从-350mV下降到-420mV时,硫酸盐的去除率从61.47%提高到83.75%。
3.6 碱度的影响硫酸盐还原是一个碱度增加的过程,每去除1mol硫酸盐会产生2mol碱度。
王爱杰[20]认为,在碳硫比不低于2.0时,保持进水碱度在300~500mg/L,可以保持系统的平衡。
甄卫东[19]在碳硫比为4.0时,保持出水碱度在1500~2000mg/L,硫酸盐去除率可达到80~90%。
3.7 金属离子的影响金属离子对硫酸盐还原作用分为促进和抑制两种,起促进作用的是Fe2+和Mn2+等离子,起抑制作用的有硒酸盐、铝酸盐等。
在实际工程运用中,Fe应用较为广泛,一是因为Fe2+可以促进SRB生长所必需的酶的合成;二是Fe2+会和水中的S2-结合生成FeS沉淀,减弱S2-的反馈抑制作用,促进硫酸盐还原。
4.硫酸盐废水生物处理研究进展按硫酸盐废水的特点可以将其分为两大类:第一类废水含有大量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。
针对第二类废水主要采取非破坏性技术,即化学沉淀、电渗析等方法。
目前国内外主要采用生物法,研究探寻最优的工艺条件来消除SO42-对产甲烷的影响而提高产甲烷效率。
4.1 单相厌氧工艺应用于单相厌氧技术的反应器主要有三代,第一代的主要代表为化粪池和隐化池,其工艺缺点为水力停留时间较长,处理效能低,因此很少用于现代硫酸盐还原研究。
从上世纪70年代以来,已经发展起多种高效单相厌氧生物反应器,其中厌氧滤池(AF)和上流是厌氧污泥床(UASB)反应器作为第二代厌氧反应器,被广泛研究。
这些反应器的一个共同特点就是可以将固体停留时间与水力停留时间相分离,使得高浓度污水的停留时间缩短。
Isa[21]等人在研究高负荷连续运转的艳阳生物滤池处理硫酸盐废水时发现,当进水SO42-浓度达到5000mg/L时,对厌氧滤池中的产甲烷菌还没有产生抑制作用。
何翠萍[22]等人利用厌氧滤池控制进水COD浓度分别为1200mg/L和3000mg/L时,COD/ SO42-比值分别在6和4时,SO42-处理效果均能达到80%以上。
Sipma[23]等应用UASB进行高温条件下产酸相硫酸盐还原实验发现:在pH值为 5.8~6.1,COD/ SO42-为6.67,硫酸盐负荷为7.0g SO42-/(gMLSS•d)条件下,95%的硫酸盐可以被去除。
Herbert[24]等人利用UASB反应器处理含硫酸盐有机废水时发现当进水COD为5000mg/L,SO42-为6000mg/L,反应器对COD的去除在98%以上,但当SO42-升高至7500mg/L时,COD的去除率下降到32%。
Colleran[25]采用复合型厌氧反应器(UBF)处理高浓硫酸盐柠檬酸工业废水,在进水COD为3143mg/L,COD/ SO42-=3.61的条件下,COD的去除率为52%,硫酸盐去除率为70%。
杨丽平等[26]利用人工配水成功启动和稳定运行的UASB反应器在硫酸盐容积负荷1.8kg/(m3•d)时,硫酸盐的去除率可以达到95%。
Jukka[27]利用UASB研究时发现,SO42-负荷率为60kg/(m3•d),进水SO42-浓度为5000~8400mg/L,水力停留时间为0.5~0.85d时,SO42-的去除率达到了80%以上。
Jin Li[28]控制进水COD为4050mg/L,SO42-为1800mg/L时,其去除效果分别为52%和67%。
厌氧UASB反应器对低浓度、低碳硫比的城市生活污水也有较好的处理效果。
刘霞[29]研究表明,对于COD小于200 mg/L,BOD5小于100 mg/L,碳硫比小于1的进水,UASB反应器的处理效率可达到60%~70%。
在UASB反应器的基础之上,以厌氧颗粒污泥床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)以及厌氧折流反应器(ABR)为主的第三代厌氧反应器应运而生。
这类反应器可以处理浓度范围更广的含硫酸盐有机废水,而且利用水力循环形成颗粒污泥,不再需要投加填料。
陈川[30]在一体式EGSB同步脱硫反硝化工艺的启动过程中,硫酸盐负荷可以达到2kg/(m3•d),平均去除率在76%以上。
王伟[31]在研究EGSB的过程中发现,随着进水硫酸盐浓度从676mg/L上升到2028mg/L,COD的去除率有所上升,但是升至2700mg/L时,由于出现了底物竞争抑制作用,COD的去除率没有明显增加,但是产沼气能力下降明显。
同时,在进水硫酸盐达到2028mg/L之前,硫酸盐还原率一直维持在90%以上,继续升高后,还原率开始下降。
王路光[32]采用EGSB对青霉素生产废水进行了研究,表明在中温条件下(35±1℃),进水SO42-浓度高于2000mg/L,COD/ SO42-低于3时,COD和SO42-的去除率下降较快。