应用厌氧技术处理含高浓度硫酸盐废水
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高含硫污水的处理方法一、引言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工业生产中的重要课题。
本文将介绍几种常用的高含硫污水处理方法,包括化学法、生物法和物理法。
二、化学法处理1. 硫酸盐沉淀法:将含硫污水与适量的氢氧化钙反应,生成硫化钙沉淀。
反应后的溶液通过过滤或者沉淀分离,可得到去除硫化物的废水。
2. 氧化法:利用氧化剂如氯气、过氧化氢等将硫化物氧化为硫酸盐,然后通过沉淀、过滤等方法将其去除。
这种方法适合于含硫污水中硫化物浓度较高的情况。
三、生物法处理1. 厌氧消化法:利用厌氧菌将含硫污水中的硫化物转化为硫化氢气体,然后通过气体分离设备将硫化氢去除。
这种方法适合于含硫污水中硫化物浓度较低的情况。
2. 好氧生物法:利用好氧菌将含硫污水中的硫化物氧化为硫酸盐,然后通过沉淀、过滤等方法将其去除。
这种方法适合于含硫污水中硫化物浓度较高的情况。
四、物理法处理1. 吸附法:使用活性炭、沸石等吸附剂吸附含硫污水中的硫化物,然后通过再生或者处理废吸附剂来实现硫化物的去除。
2. 膜分离法:利用微滤膜、超滤膜等膜分离技术,将含硫污水中的硫化物分离出去。
这种方法适合于含硫污水中硫化物浓度较低的情况。
五、综合处理方法综合运用化学法、生物法和物理法可以达到更好的高含硫污水处理效果。
根据实际情况,可以选择不同的处理方法进行组合,以提高处理效率和降低成本。
六、结论高含硫污水的处理是一项重要的环境保护任务,本文介绍了几种常用的处理方法,包括化学法、生物法和物理法。
根据污水中硫化物的浓度和实际情况,可以选择适合的处理方法或者组合多种方法,以达到高效、经济的处理效果。
同时,为了确保处理效果和安全,需要根据相关法规和标准进行操作,并定期监测和维护处理设备。
高浓度含盐废水处理工艺一、高浓度含盐废水的定义及危害高浓度含盐废水是指废水中含有较高浓度的盐类(如氯化钠、硫酸盐、碳酸盐等)。
这种废水往往来自于化工、电子、矿业等行业,在生产过程中产生。
高浓度含盐废水假如直接排放到环境中,会造成以下危害:1. 对水体生态环境造成直接破坏,导致水生生物死亡和生态平衡失调。
2. 加重土地污染,对植被生长和土壤质量造成不良影响。
3. 造成大气污染,严重影响四周居民的日常生活。
因此,高浓度含盐废水的处理特别紧要,需要找寻适合的处理技术。
二、高浓度含盐废水处理技术1. 浓缩技术浓缩技术是指将高浓度含盐废水通过蒸发、冷冻结晶、扩散等方式,将废水中的水分蒸发掉,使废水中的盐分达到肯定的浓度。
这种技术可以将高浓度含盐废水中的盐分浓缩到较高的浓度,降低处理的难度和成本。
浓缩后的盐分可以进一步用于回收利用或销售。
2. 离子交换技术离子交换技术是指通过树脂对废水中的离子进行吸附和交换。
通过选择特定的吸附树脂,可以将废水中的高浓度离子快速吸附到树脂上并得到纯洁的水。
这种技术可以有效地去除废水中的高浓度盐分,得到高品质的废水。
3. 反渗透技术反渗透技术是指利用半透膜对废水进行过滤,过滤后的废水中水分较少,离子浓度较高。
通过这种技术,可以将废水中的高浓度离子和溶解物分别出来。
反渗透技术一般需要高压和高能耗,但是可以得到纯洁的废水,是一种特别有效的处理方法。
4. 气浮沉淀技术气浮沉淀技术是指将高浓度含盐废水中的悬浮物通过气浮或沉淀的方式分别出来。
这种技术特别适用于处理含大量悬浮物的高浓度废水,可以有效地去除废水中的物质,得到更纯洁的水。
5. 生物处理技术生物处理技术是指通过生物菌群对废水进行分解、转化和吸附,以去除其中的污染物。
这种技术可以完成一些常规的废水处理,如去除有机物和氨氮等污染物。
但是,对于高浓度含盐废水,生物处理技术往往只能起到辅佑襄助作用。
三、综合处理方案针对高浓度含盐废水的特点,综合采纳多种处理技术是特别有效的。
含硫酸盐高有机物浓度酵母生产废水两相厌氧处理
张克强;朱文亭;张蕾;张金凤;陈志德
【期刊名称】《城市环境与城市生态》
【年(卷),期】2002(015)006
【摘要】采用"铁床+产酸相+空气吹脱+产甲烷相"相串联工艺处理富含硫酸盐的高浓度酵母生产废水,实现了硫酸盐及有机物有效去除的双重目标.
【总页数】3页(P42-44)
【作者】张克强;朱文亭;张蕾;张金凤;陈志德
【作者单位】农业部农产品污染防治重点开放实验室,天津,300191;天津大学环境工程系,天津,300072;天津大学环境工程系,天津,300072;天津市易清环保科技有限公司,天津,300191;农业部农产品污染防治重点开放实验室,天津,300191;广东江门海达水净化工程有限公司,广东,529030
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.硫酸盐还原—甲烷发酵两步厌氧法处理含高浓度硫酸盐有机废水可行性研究 [J], 伦世仪;康风先
2.厌氧酸化-好氧光合细菌法处理含硫酸盐高浓度有机废水 [J], 穆军;章非娟;黄翔峰;李彦生;吴志超
3.预处理-两相厌氧-载体悬浮床组合工艺处理CMC 生产废水 [J], 江葱;余泽强;李家祥
4.射流循环厌氧流化床两相厌氧处理高浓度硫酸盐有机废水 [J], 韦朝海;王文祥;吴超飞
5.两相厌氧—好氧工艺处理中药生产废水 [J], 任南琪;高郁;冯旻
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厌氧池的作用厌氧池是一种用于处理有机废水的生物处理设施,其作用是通过创建无氧环境,利用厌氧微生物降解有机物质,将其转化为可稳定的废水。
厌氧池在废水处理中起着重要作用,具有各种优点。
首先,厌氧池能够高效降解有机物质。
相比于好氧池,厌氧微生物在无氧条件下能够更好地发挥其降解能力。
在厌氧环境下,微生物利用酸化有机物质产生氢气和酸性消耗物质,并将这些有机物质转化为更稳定的有机物质。
这种降解过程不仅能够有效去除废水中的有机物质,还能够减少对氧气的需求,提高废水处理的能源效率。
其次,厌氧池能够去除废水中的有毒物质。
在厌氧环境下,微生物能够将废水中的有毒物质转化为无毒或低毒物质。
例如,在厌氧池中,硫酸盐还原菌能够将废水中的硫酸盐还原为硫化物,从而去除废水中的硫酸盐。
这种转化过程能够有效降低废水中的有毒物质含量,提高废水的环境安全性。
此外,厌氧池还能够处理高浓度有机废水。
一些工业生产过程会产生高浓度有机废水,传统的好氧处理方法无法有效处理这些高浓度废水。
而厌氧池在处理高浓度有机废水方面具有独特优势。
厌氧微生物在无氧环境下能够耐受高浓度的有机物质,能够快速降解这些高浓度废水并转化为可稳定的废水。
此外,厌氧池还能减少废水处理产生的污泥量和污泥处理成本。
在好氧池中,微生物的生长速度较快,会形成大量的污泥。
而在厌氧池中,微生物生长速度较慢,产生的污泥量相对较少。
这不仅减少了废水处理过程中处理的污泥量,还节约了污泥处理的成本。
最后,厌氧池还能够回收能源。
在厌氧池中,微生物通过降解有机物质产生的氢气可以被收集和利用。
氢气是一种无污染、高效能源,可以用于发电或其他用途。
因此,厌氧池可以不仅使有机废水得到处理,还为能源回收提供了一个潜在的机会。
总之,厌氧池在废水处理中具有重要作用。
它能够高效降解有机物质、去除废水中的有毒物质、处理高浓度有机废水、减少污泥量和污泥处理成本,以及回收能源。
通过使用厌氧池,可以有效地处理废水,提高废水处理的效率和可持续性。
硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用发布时间:2012-5-29 10:24:14 中国污水处理工程网随着社会经济的高速发展,我国的工业化程度得到极大提高,但伴随着经济发展而出现的环境问题也日益严重。
目前城市生活污水处理已在工艺上取得成熟技术并得到应用,但工业废水特别是含高浓度硫酸盐和重金属离子的废水处理仍是令人困惑的技术难题。
但关于硫酸盐还原菌(SRB)的研究有望解决这一类废水的处理问题。
硫酸盐还原菌(SRB)是一类厌氧异养细菌,其生命力很强,广泛存在于土壤、河水、海水等由微生物分解作用造成的厌氧水陆环境中。
SRB是一类形态、营养多样化的细菌,以有机物作为生化代谢的能量来源和电子供体,通过异化作用以硫酸盐为电子受体将其还原。
利用这一特性,将其广泛应用于含硫酸盐的废水和含重金属离子废水等方面的处理。
SRB处理废水作为一项新技术极具潜力。
本文论述了SRB处理废水机理及其生化作用的影响因子,对其在不同种类废水处理中的研究现状进行综述。
1硫酸盐还原菌(SRB)处理废水的机理及厌氧环境中的影响因子1.1硫酸盐还原菌(SRB)的分类SRB是一类厌氧菌,革兰氏染色成阴性。
目前已知的SRB有40多种,分类也较为复杂。
通常根据其对不同有机物的利用性能,将SRB分为8个属[1](见表1)。
表1硫酸盐还原菌(SRB)的分类1.2硫酸盐还原菌(SRB)处理废水的机理对于硫酸盐还原菌(SRB)的代谢机理已有很多报道,但对其合成代谢过程的研究尚不明确,对其分解代谢过程已做过较多研究,现就SRB处理废水的机理简单概括如下:1.2.1SRB对SO42-的还原机理关于SRB还原SO42-的机理,具体分为三个阶段;(1)分解阶段。
在厌氧状态下,有机物通过“基质水平磷酸化”产生ATP和高能电子;(2)电子转移阶段。
在(1)阶段产生的高能电子通过SRB特有的电子传递链(如黄素蛋白、细胞色素C等)逐级传递,同时产生大量的ATP。
(3)氧化阶段。
硫酸盐还原菌在废水厌氧治理中的应用分析范利萍;张雪娇;诸立【摘要】主要研究硫酸盐还原菌在废水厌氧治理中的应用.详细了解了硫酸盐还原菌进行硫酸盐和重金属离子还原的机理,并介绍了重金属离子废水的厌氧处理、有机硫酸盐废水处理、酸性矿山废水的厌氧治理三种硫酸盐还原菌在废水处理中的典型应用,硫酸盐还原菌厌氧治理是一种前景广阔的废水处理方法,对控制废水排放、保护环境有着重要意义.【期刊名称】《资源节约与环保》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】1页(P68)【关键词】硫酸盐还原菌;废水;污水处理【作者】范利萍;张雪娇;诸立【作者单位】浙江省工业环保设计研究院有限公司浙江杭州310012;浙江省工业环保设计研究院有限公司浙江杭州310012;浙江省工业环保设计研究院有限公司浙江杭州310012【正文语种】中文硫酸盐还原菌是一种厌氧异养菌,广泛存在于微生物分解作用导致的厌氧水陆环境中,无论是土壤、河流、海水中都有分布,是一种生命力极为顽强的细菌,形态多样化,以有机物分解作为能量来源,对硫酸盐有着异化还原的作用,应用硫酸盐还原菌进行废水厌氧处理就是应用了这一特性,对难以处理且对环境危害极大的重金属废水有着良好的处理效果。
1 硫酸盐还原菌硫酸盐还原机理硫酸盐还原菌是一类能够进行硫酸盐还原代谢的细菌,应用硫酸盐作为有机物异化作用的电子受体,是一种严格厌氧菌,生命力强,在地下71m的粘土和3000m 深海底同样有分布[1]。
目前已经发现的硫酸盐还原菌已经超过40种,根据生理生化特征可分成异化硫酸盐还原菌、异化硫还原菌两大类,硫酸盐还原菌能够分解乳酸盐、丙酮酸盐,选择乙醇或者H2等作为碳源,代谢产物为硫化物,异化硫还原菌只能还原硫或者含硫化合物。
以营养代谢形式划分,硫酸盐还原菌有完全氧化和不完全氧化两类,完全氧化菌最终代谢产物是二氧化碳和水,不完全代谢产物是乙酸。
厌氧环境下,有机碳磷酸化,产生ATP,之后活化硫酸根,硫酸盐与ATP形成APS和PPi,其中PPi不稳定,迅速分解出无机Pi,推动反应平衡右倾,APS分解为亚硫酸盐和AMP,经脱水生成不稳定的偏亚硫酸氢盐且快速分解,中间产物为连二硫酸盐,并最终分解为亚硫酸盐、硫代硫酸盐,在自身氧化还原反应中形成亚硫酸盐和S2-,S2-排出体外。
厌氧生物技术在工业废水处理中的应用探析发布时间:2021-06-28T16:18:10.667Z 来源:《工程管理前沿》2021年3月7期作者:吴瑞富[导读] 随着科学技术的不断发展,厌氧生物技术的应用范围也在不断拓宽。
吴瑞富深圳市环保科技集团有限公司广东深圳 518049摘要:随着科学技术的不断发展,厌氧生物技术的应用范围也在不断拓宽。
当前,厌氧生物技术已经被广泛应用于工业废水的处理应用中,并且具备良好的处理效果。
目前,在工业废水的处理中厌氧生物技术是最为常见的手段之一。
鉴于此,本文主要对厌氧生物处理技术的概念进行分析,然后对其在工业废水处理中的应用进行有效阐述。
关键词:厌氧生物技术;工业废水;处理应用引言在工业废水处理中广泛应用厌氧生物技术后,促进了该技术的愈发成熟完善,可见其应用前景较为广阔厌氧生物技术有诸多优点,包括剩余污泥量少、负荷高、能耗低等,在处理工业废水过程中,其已经成为了重要手段之一,特别是对产甲烷菌的研究,有较为显著的效果。
对于工业废水处理中应用厌氧生物技术的重要性,相关企业应充分认识到,加大对其的研究力度,从而在工业废水处理中,将厌氧生物技术的作用最大程度发挥出来。
一、厌氧生物技术在工业废水处理应用概述(一)工业废水的含义与特征工业废水是一种污水和废水组成的污染物,主要包括一些在制造生产原料、中间产物以及产品的生产过程中产生的废液。
工业废水与城市生活废水相比具有种类繁多,污染物组成繁杂,污水处理的难度大,耗费高等特点。
同时,工业污水的产量大、排放量大,约为整个废水系统的七成。
由于产生和处理工业废水的环境非常复杂,因此工业废水处理是一项生物、化学、物理等学科综合的技术。
由于污水中污染物的含量高,如果工业废水直接排放,将会对环境造成极大的、不可逆的影响,此外,工业废水因其不同的污染物,造成了酸碱度较高。
通常情况下,工业废水的温度高,易燃易爆等有毒物质含量高也决定了不能直接排放,而必须经过处理。
硫酸盐对厌氧处理的影响及控制对策硫酸盐对厌氧处理的影响及控制对策文章探讨了废水厌氧消化中硫酸盐还原菌与产甲烷菌之间的竞争关系、影响竞争的影响因素,提出了硫酸盐存在情况下厌氧处理体系正常运行的控制对策。
标签:硫酸盐还原菌;产甲烷菌;影响因素;控制对策通常采用厌氧消化方法处理有机废水,但当废水中含有高浓度硫酸盐时,废水的厌氧处理效果会受到影响。
硫酸盐的存在会使厌氧系统出现硫酸盐还原菌(SRB)和产甲烷菌(MPB)的竞争现象,使产甲烷菌活性降低,抑制厌氧消化过程。
文章讨论了厌氧消化中硫酸盐还原菌与产甲烷菌之间的竞争、影响竞争的各种影响因素及使厌氧处理体系正常运行的控制策略。
1 硫酸盐还原菌(SRB)和产甲烷菌(MPB)硫酸盐还原菌(SRB)是一类以H2、有机物等有机物作为电子供体,在厌氧状态下把硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等还原为硫化氢的细菌总称。
产甲烷菌(MPB)是指将无机或有机化合物厌氧消化转化成甲烷的微生物。
2 厌氧消化中SRB与MPB的竞争关系SRB能利用的基质范围广泛,生长速度快,可以适应各种复杂环境,有较强生存能力。
当环境中出现了足量的硫酸盐后,SRB则以硫酸根离子为电子受体氧化有机物,通过对有机物的异化作用,获得生存所需的能量,活跃地生长。
如果废水处理系统中硫酸盐浓度较低,那么对废水厌氧消化的抑制作用会比较弱,或许会起到促进作用。
但当系统中硫酸盐还原菌大量存在时,会影响正常的厌氧消化,致使废水中有机物的去除效果不理想。
2.1 SRB与MPB对基质的竞争乙酸和H2是SRB与MPB的共同良好基质,因此在厌氧法消化处理含有硫酸盐的有机废水时,会出现SRB与MPB对乙酸和H2的竞争现象。
从其他学者得出的动力学和热力学的数据来看,SRB比MPB具有竞争优势[1]。
另外,SRB 能利用的基质范围广泛,既能利用乙酸和H2,又可利用其它复杂的有机物作为基质进行代谢,而MPB可利用的基质种类较少。
但是产甲烷菌具有更大的最大比基质降解速率值,在乙酸或H2浓度较高的环境中,它能更有效地进行物质转化,保持物质代谢平衡,具有竞争优势[2]。
厌氧池溶解氧一、引言厌氧池是生物处理系统中的一个重要组成部分,主要用于处理含有高浓度有机物的废水。
在厌氧池中,微生物通过厌氧呼吸代谢有机物质,产生甲烷和二氧化碳等有害气体。
此外,厌氧池中还存在一些特殊的微生物群体,它们可以利用硫酸盐、硝酸盐等作为电子受体进行代谢反应。
二、溶解氧溶解氧是指水中溶解的分子态氧(O2)的浓度。
在水中,溶解氧是维持水生生物生存所必需的重要因素之一。
对于大多数水生动植物而言,其呼吸过程需要消耗溶解氧,并且缺乏充足的溶解氧会导致它们死亡。
此外,在废水处理过程中,溶解氧也被广泛应用于探测废水中有机物质分解效率以及维持微生物群落稳定性。
三、厌氧池1. 厌氧池原理厌氧池是一个没有或者只含微量溶解氧的水体环境,主要用于处理含有高浓度有机物的废水。
在厌氧池中,微生物通过厌氧呼吸代谢有机物质,产生甲烷和二氧化碳等有害气体。
此外,在厌氧池中还存在一些特殊的微生物群体,它们可以利用硫酸盐、硝酸盐等作为电子受体进行代谢反应。
2. 厌氧池的类型根据不同的处理目标和工艺要求,厌氧池可以分为不同类型。
常见的厌氧池包括:完全混合式厌氧池、上升式流动床式厌氧池、内循环流化床式厌氧池等。
3. 厌氧池中溶解氧的影响由于厌氧池是一个没有或者只含微量溶解氧的水体环境,因此溶解氧对其处理效率影响较小。
但是,在实际操作过程中,由于一些原因(如供水管道漏水、进水口未正确设置等),可能会导致部分空间出现较高浓度溶解氧。
此时,溶解氧会对厌氧菌群落产生影响,降低其代谢效率,从而影响厌氧池的处理效果。
四、溶解氧的检测方法1. 传统检测方法目前,传统的溶解氧检测方法主要包括:化学法、电化学法和光学法。
其中,化学法是最常用的一种方法,其原理是通过添加还原剂将水中的溶解氧转化为其他物质,并根据反应后产生的颜色变化来判断水中溶解氧含量。
2. 现代检测方法随着科技的不断发展,现代溶解氧检测方法也在不断更新。
目前,较为常用的现代检测方法包括:荧光探针法、纳米材料探针法和光谱分析法等。
硫酸盐废水生物处理的影响机理及工程应用硫酸盐废水是一种含有硫酸盐离子的废水,常见于冶金、化工、制药等行业。
由于其高浓度和强酸性,对环境具有较强的污染作用。
生物处理是一种高效、经济、环保的硫酸盐废水处理方法。
本文将从影响机理和工程应用两个方面探讨硫酸盐废水生物处理技术的研究进展。
一、影响机理1. 硫酸盐的氧化还原反应硫酸盐在水中可以参与氧化还原反应,并且可以转换成硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁等。
硫酸亚铁是一种强还原剂,可以将氧还原成水。
在生物处理的过程中,硫酸盐氧化还原反应起到了重要的作用。
2. 硫酸盐的微生物降解硫酸盐废水中的硫酸盐可以被一些微生物利用为能源,产生硫酸亚铁并继续氧化成硫酸。
这些微生物主要包括嗜硫氧化菌、嗜硫还原菌和硫杆菌等。
这些微生物可以在缺氧条件下生长,因此生物处理的反应器通常是厌氧环境。
硫酸盐降解的最终产物是硫酸,与其他类似废水处理技术相比,生物降解的硫酸盐水处理过程生成的废渣更少。
3. pH值的影响酸性环境对于硫酸盐的降解有促进作用。
在pH值为2-3的条件下,嗜硫氧化菌的生长速率最快,可以降解高浓度的硫酸盐。
酸性条件对细胞生长的影响也不可忽视,过强的酸性环境会破坏微生物的细胞膜结构,导致反应器运行不稳定。
4. 温度的影响反应温度是影响生物处理效果的关键因素。
一般来说,反应温度越高,硫酸盐的降解速率越快。
过高的温度会破坏生物的活性,影响反应器的运行效率。
最适合微生物生长的温度为20-35℃,而反应器温度也应在此范围内。
二、工程应用在生物处理过程中,适当的工程设计和操作是保证反应器稳定运行和有效降解硫酸盐废水的关键。
下面介绍几个常用的工程应用方法:1. 厌氧氧化池厌氧氧化池是一种专用于处理含有硫酸盐、硝酸盐等高强度有机废水的设备。
生物处理过程主要是基于嗜硫氧化菌和嗜硫还原菌的作用机理。
通常系统会采用配合填料装置,填充硬度高、特定表面积的填料可增加微生物生长。
通过厌氧氧化池可有效降解硫酸盐废水中的硫酸盐,并且产生的硫酸亚铁可以进一步氧化成硫酸。
应用厌氧技术处理含高浓度硫酸盐废水2008-06-10 10:55:15 来源:转载浏览次数:82•含硫酸盐废水中的硫酸盐本身虽然无害,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。
关键字:技术[382篇] 处理[3650篇] 硫酸盐[5篇]含硫酸盐废水中的硫酸盐本身虽然无害,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]。
应用厌氧技术处理含高浓度硫酸盐废水2008-06-10 10:55:15 来源:转载浏览次数:82含硫酸盐废水中的硫酸盐本身虽然无害,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。
关键字:技术[382篇] 处理[3650篇] 硫酸盐[5篇]含硫酸盐废水中的硫酸盐本身虽然无害,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(v up),从而在v up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10~15 kgVSS/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/L1.3 试验装置试验中的EGSB反应器由有机玻璃制成,总体积为7.0 L,其中反应区为3.8 L。
反应区高度为104.3 cm,内径为6.2 cm,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COD4000 mg/L左右的条件下,COD容积负荷很快达到了20 kg/(m3·d)并能够稳定运行,然后即在此情况下进行下列试验。
1.4.1 确定装置运行最佳v up的试验对于本套装置,v up是保证其稳定运行的至关重要并且需要首先进行研究的参数。
相对于从反应器中去除气体的效果而言,v up自然越大越好,但从保证污泥良好稳定生长的角度,v up有最适的取值范围。
故决定从污泥生长方面来确定最佳v up,即待反应器在20 kgCOD/(m3·d)的容积负荷下稳定运行后,考察污泥的生长量(通过污泥床体积来反映)和废水的COD去除率。
v up值选取为2、4、6及8 m/h,各阶段运行时间定为1周,通过排泥控制运行前的污泥床体积相等,运行期末测一次污泥床体积,并每天检测一次进出水COD。
1.4.2 硫酸盐废水处理试验待确定最佳v up的试验结束后,紧接着即在此v up值下进行硫酸盐废水处理试验。
尽管v up值不是在处理硫酸盐废水时得到的,因此不一定最适于硫酸盐废水处理,但是利用其作为本实验的运行参数仍不失为一项可行的策略。
在维持COD容积负荷20 kg/(m3·d)不变的条件下,通过向进水中添加Na2SO4并逐渐提高加入量来进行本试验,其中加入的Na2SO4量依次为20、30、45及60 g,对应的进水中SO42-分别为676、1014、1521和2028 mg/L,待硫酸盐还原率与COD去除率均达到80%以上,并稳定运行3 d后即可进入下一阶段。
1.5 分析项目与方法COD:半微量快速烘箱法;pH:pH-2S型酸度计;碱度:分步滴定法[13];MLSS(悬浮固体)及MLVSS (挥发性悬浮固体):重量法[14];SO42-:络合滴定法[13];硫化物:滴定法[14];颗粒污泥沉降速度:取量程为1 L的量筒,测定其高度,并注满清水。
将用自来水淘洗过的颗粒污泥逐个加入量筒内,用秒表计量单个颗粒污泥从筒口沉降到筒底所需时间t,然后利用公式v=H/t(v为沉速,H为量筒高度,t为沉淀时间)计算得出该颗粒污泥的沉速。
测试过程中,在某个粒径范围内一般测定其中20~30个任意选取的颗粒污泥进行测试,取其平均值作为该粒径范围颗粒污泥的沉速。
2 结果与讨论2.1 最佳运行v up的确定据资料反映,EGSB反应器的v up一般为5~10 m/h[15]。
从图2和图3明显可以看出通过污泥的生长量和废水的COD去除率确定的本工艺最佳v up为6 m/h。
当v up较低时,v up产生的搅动效果不够,反应器内会出现“气袋”[16],影响了传质效果,从而带来污泥生长活性及去除效果的下降;而当v up较高时会对污泥造成较大的剪切力,使得污泥流失量增加,同样对污泥生长不利。
这从各个阶段的出水SS值亦可反映出来,当v up值取为2、4、6及8 m/h时对应的SS值分别约为150、175、250及370 mg/L,可见在前面三种条件下,反应器出水和COD去除率较为平稳,而当v up为8 m/h时反应器运行非常不稳定,出水SS和COD去除率变化较大。
因此,认为v up6 m/h时的上升流速较为适合颗粒污泥厌氧反应体系。
经检测在6 m/h阶段下的颗粒污泥性质良好,沉降速度达到了88 m/h,粒径一般在2~3 mm。
图2 不同v up阶段的反应器运行情况注:从左至右对应v up分别为2、4、6及8 m/h。
2.2 硫酸盐废水处理过程从图4可以看出,在整个驯化过程中COD去除率较为平稳,基本在90%上下波动,说明高浓度硫酸盐并未对COD的去除造成不利影响,SRB和MPB对COD去除都有一定的作用。
图3 不同v up阶段运行前后污泥床体积变化而结合图5分析可知,在高硫酸盐浓度(2028 mg/L)之下,由于SRB对底物的需求量大增,这就导致在底物COD浓度有限的情况下,SRB与其他厌氧细菌之间发生强烈竞争作用,试验结果则说明如此之高的硫酸盐浓度超出了SRB的还原能力。
因此,在进水COD为4000 mg/L的条件下,本试验的最适进水SO42-浓度(意即在保证废水处理效果的同时,进水中所允许的最高硫酸盐浓度)在1521~2028 mg/L,因为一般认为采用COD/SO42-比值较进水SO42-浓度更能确切地反映硫酸盐对废水厌氧消化的影响程度,故本试验的最适COD/ SO42-比值(对应于最适进水SO42-浓度)在2.0~2.6。
另外对各阶段排水中的硫化物分析可知,其浓度(以H2S表示)都在200 mg/L以下,基本不构成对SRB 及MPB活性的抑制,从而这亦能够说明进水SO42-得不到充分还原是由于底物浓度不足(或者COD/ SO42-比值不当)引起的。
整个试验过程中的出水硫化物浓度一直维持在一个较低的水平上,这就验证了6 m/h的v up能够保证一定的气提效果。
本试验采用NaHCO3控制进水碱度,添加量见表1,但考虑到进水SO42-在转化过程中会产生部分碱度,故当进水SO42-增至2028 mg/L时,将NaHCO3添加量减少了一半,检测表明出水碱度、pH并未受到很大影响,所以这样做完全可行。
图4 硫酸盐废水的COD变化曲线2.3 硫酸盐还原负荷的变化过程随着驯化过程的进行,硫酸盐还原负荷(阶段平均值)得以逐渐提升(图6),在进水SO42-为1521 mg/L(COD:SO42-值约为2.6)时,硫酸盐还原负荷已经达到了7.60 kg/(m3·d),图5 SO42-变化曲线说明在本试验条件下,硫酸盐还原负荷最高可达到7.60 kg/(m3·d)以上,相比其他一些文献报道[17~19]的数据而言,上述结果相当令人满意。
需要说明的是,由于时间所限,本试验只是对硫酸盐废水处理的可行性作了一下简单研究,没有得出本技术的最大处理能力(进水COD固定在4000 mg/L左右),所以该技术仍有进一步提升的潜力。
图6 硫酸盐还原负荷变化曲线3 结论(1)在COD容积负荷为20 kg/(m3·d)的情况下,从有利于污泥生长的角度得出最佳v up为6 m/h左右,并作为本技术的运行参数。
(2)经过1个多月的驯化,在进水COD为4000 mg/L的条件下,最适进水SO42-在1521~2028 mg/L,对应的最适COD/ SO42-比值在2.0~2.6,并验证了6 m/h的v up作用于本试验的有效性。
(3)在COD去除负荷为20 kg/(m3·d)的情况下,SO42-还原负荷可达到7.60 kg/(m3·d)以上,并且有进一步提升的潜力。
总之,本技术操作运行非常简便经济,这既体现在单相工艺上,又因为它与一般的EGSB流程相比,省却了一个进水泵,减少投资的同时又简化了操作;同时从试验结果可以看出,它对于处理含硫酸盐高浓度有机废水又是非常有效的,因此极有推广应用的价值。