厭氧反應(yīng)除硫酸鹽的新工藝

厭氧反應(yīng)除硫酸鹽的新工藝摘要：對(duì)目前消除硫酸鹽對(duì)厭氧反應(yīng)影響的幾種方法進(jìn)行了歸納評(píng)價(jià)，并提出了硫酸鹽還原-微電解除硫化物-厭氧反應(yīng)的新思路，從理論上分析了這種新工藝的特點(diǎn)，同時(shí)提出了存在的問(wèn)題及對(duì)策。關(guān)鍵字：硫酸鹽還原微電解厭氧反應(yīng)0引言近年來(lái)，由于輕工、制藥等行業(yè)的發(fā)展造成了大量的含高濃度硫酸鹽的工業(yè)廢水急需處理，如硫酸鹽法造紙廢水、檸檬酸廢水等。工業(yè)有機(jī)廢水中由于硫酸鹽的存在而產(chǎn)生的主要問(wèn)題包括：高濃度的硫酸鹽對(duì)產(chǎn)甲烷菌(MPB)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制，致使消化過(guò)程難以進(jìn)行；其次大量的硫酸鹽廢水被排入已污染嚴(yán)重的水體中，不僅會(huì)產(chǎn)生具有惡臭味和腐蝕性的硫化氫，而且直接危害人體健康和影響生態(tài)平衡。本文提出了一種處理硫酸鹽廢水的新工藝，它主要由兩相厭氧反應(yīng)器和微電解反應(yīng)池組成，利用硫酸鹽還原菌(SRB)將SO42-還原成硫化物，再經(jīng)過(guò)微電解反應(yīng)池與Fe2+結(jié)合生成FeS沉淀，以去除大部分硫酸鹽，致使后一厭氧反應(yīng)中產(chǎn)甲烷過(guò)程不受抑制。1工藝的比較與評(píng)價(jià)對(duì)于含硫化物和硫酸鹽廢水以往的處理方法主要有：(1)控制pH值消化液的pH值影響H2S的離解程度。在厭氧消化中起抑制作用的硫化物主要是未電離的H2S。當(dāng)pH值升高時(shí)，未電離的H2S濃度降低，從而其毒性也相應(yīng)降低；一般認(rèn)為，pH值在7.5～8.0范圍內(nèi)較為適宜。(2)兩段厭氧消化工藝采用兩段厭氧消化工藝，在第一階段控制產(chǎn)酸菌適宜的環(huán)境條件，產(chǎn)物以低級(jí)脂肪酸和H2S為主，出水經(jīng)脫H2S裝置脫除H2S，在第二階段進(jìn)行以甲烷為主要產(chǎn)物的甲烷發(fā)酵。(3)投加SRB抑制劑主要是抑制SRB的活性，使得正常參與產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過(guò)程的細(xì)菌數(shù)量減少。對(duì)于第(1)種方法，控制pH值是很困難的，也很繁瑣，因?yàn)檫@需要時(shí)刻監(jiān)測(cè)，并且要求控制得非常精確。這種方法很難推廣，且藥劑用量大，運(yùn)行費(fèi)用較高。第(2)種方法，目的是在第二段厭氧處理前去除硫酸鹽，這取決于前一段厭氧體系的還原能力和厭氧體系的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。由于除H2S裝置復(fù)雜，實(shí)際操作困難，處理效果無(wú)法保證。第(3)種方法，投加抑制劑雖然抑制了H2S的生成量，但也同時(shí)抑制了MPB的活性，使甲烷的產(chǎn)量降低。以上幾種工藝都有各自的弊病和實(shí)際操作困難等缺點(diǎn)，有必要提出一種更為實(shí)用的新工藝。該工藝是將兩相厭氧反應(yīng)器和微電解組合，主要利用硫酸鹽還原菌(SRB)將硫酸鹽還原成硫化物，再經(jīng)過(guò)微電解反應(yīng)池使之與Fe2+結(jié)合生成FeS沉淀去除大部分硫酸鹽，致使后一厭氧反應(yīng)器產(chǎn)甲烷過(guò)程不受抑制，同時(shí)增加回流設(shè)施，提高硫酸鹽的轉(zhuǎn)化率。新工藝的流程如圖1所示。圖1新工藝流程1粗細(xì)格柵2混凝沉淀池3第一微電解反應(yīng)池4沉淀池5第一厭氧反應(yīng)器6第二微電解反應(yīng)池7第二厭氧反應(yīng)器2新工藝的特點(diǎn)和原理2.1特點(diǎn)整個(gè)工藝的目的是將厭氧反應(yīng)分兩個(gè)階段進(jìn)行，從而有效地去除硫酸鹽，提高可生化性，降低COD與BOD。第一厭氧反應(yīng)器使硫酸鹽轉(zhuǎn)變成硫化物，然后，硫化物在第二微電解池中被去除。出水硫化物的去除消除了對(duì)MPB的次級(jí)抑制，為有機(jī)物在第二厭氧反應(yīng)器中的厭氧消化創(chuàng)造了一個(gè)適宜的條件。此外，工藝中增加了回流設(shè)施，主要是考慮當(dāng)進(jìn)水中含有較高的硫酸鹽時(shí)，回流可使硫酸鹽濃度降低，同時(shí)提高了硫酸鹽的還原率。2.2原理2.2.1第一微電解反應(yīng)池根據(jù)金屬材料在水溶液中的腐蝕理論可知，任何形式的腐蝕必發(fā)生在電極之間，且兩電極之間存在電流通過(guò)。鑄鐵是鐵與碳的合金，因此鑄鐵屑浸于水中時(shí)，就構(gòu)成了完整的電路，在它的表面上就有電流。電流在成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)小的微電池內(nèi)流動(dòng)，純鐵成為陽(yáng)極被腐蝕，而碳成為陰極。在酸性條件下，主反應(yīng)如下：陽(yáng)極反應(yīng)：Fe－2eFe2+窯陰極反應(yīng)它：忠2H善+抗＋局2eH照2騾↑盯結(jié)本工藝對(duì)雞第一微電解反暗應(yīng)池曝氣，目下的是鈴將屆Fe腫2+地氧化厭成用Fe波3+芳，則發(fā)生氧朽化顧輔還原反應(yīng)痕：筐傍浴素4Fe照2+施＋貌O忘2解＋粘2H紋2慚O4Fe腥3+贊＋賄4OH握-霜(炕曝氣氧面化斯)攀三寨Fe戀3+元＋姻3OH蘆-帆Fe(OH)駝3員↓才(折中和絮艙凝筑)除新生態(tài)丟的威Fe怠3+精經(jīng)石灰中和后竿，生成認(rèn)的叔Fe(OH)幣3退是膠體凝聚劑酬，它的吸附能收力高于一般藥瑞劑水解法得到買的弱Fe(OH)歌3徑的吸附能力，睜這樣污水中原彩有的懸浮物以亞及通過(guò)微電解手產(chǎn)生的不溶物堤和構(gòu)成色度的匙有機(jī)物可被吸數(shù)附凝聚火。窄蓋例圣碗肅混凝沉淀迫池艦慧它的作用辱是將預(yù)處理部礎(chǔ)分殘余的懸浮星物，部分有機(jī)蘿物和第一微電屯解反應(yīng)池中產(chǎn)尿生蘇的挨Fe(OH)嘆3愧絮狀物，經(jīng)混顆合、絮凝、沉生淀進(jìn)一步分離蘿，防止帶入第筍一厭氧反應(yīng)器跌，同時(shí)去除部雜分愛(ài)CO歇D倦。源怪攻退經(jīng)貸第一厭氧反應(yīng)臉器侮學(xué)硫酸鹽的痰還原是隸在衡SRB市(截硫酸鹽還原轟菌先)慮的作用下完成裳，滑SR絡(luò)B則是屬專性厭氧補(bǔ)菌，在厭氧消提化過(guò)程起主要慌作用儉的升4芹種微生物種群貍中，屬產(chǎn)氫產(chǎn)椒乙酸菌。在不輕存在硫酸鹽的回厭氧環(huán)境中拆，推SR態(tài)B沿則呈現(xiàn)產(chǎn)氫產(chǎn)騎乙酸菌的功能章。在穩(wěn)態(tài)的厭鄉(xiāng)氧消化過(guò)程中食，棒MPB滑(效產(chǎn)甲烷運(yùn)菌洽)出利用產(chǎn)氫產(chǎn)乙探酸菌的代謝產(chǎn)涉物百-晃-妄氫和乙酸，產(chǎn)純生甲烷和二氧扮化碳。當(dāng)厭氧膜消化中存在硫劉酸鹽時(shí)，證則床SR疾B針不僅具有了產(chǎn)府氫產(chǎn)乙酸菌轉(zhuǎn)腐化有機(jī)酸和乙渣酸的功能，而曲且具有還原硫饅酸鹽艙為姑H洗2朗S密的特性，存在反硫撤酸杯辟鹽的厭氧消化成過(guò)程中，本可維能粗被墊MP損B法利用還原二氧仙化碳生成甲烷糧的一切分子氫融均隊(duì)被葛SR銀B儀所競(jìng)爭(zhēng)利用，挨從而使還原二搖氧化碳生成甲妻烷的反應(yīng)受阻處。硫酸鹽蕩在略SR術(shù)B籮的作用下還原羞成硫化物，突是都只污泥馴化的過(guò)棵程，硫化物濃寨度超戲過(guò)真100mg/徐L設(shè)時(shí)，對(duì)甲烷菌迫細(xì)胞的功能產(chǎn)意生直接抑制作育用。噴當(dāng)椒姜原備水館SO態(tài)4抱2-者含量較高壺時(shí)憑(售≥義400mg/泊L知)庸就有可能轉(zhuǎn)化園為較高濃度的的硫化物，并且辰是抱不蘆附可避免的。因瘦此，采用第一扁厭氧反應(yīng)器將皂大部分硫酸鹽惰轉(zhuǎn)化成硫化物阻。慘齡遣跡貨降第二微電解反鳳應(yīng)紡池宏啄第二微電里解反應(yīng)池是封順閉裝置，主要憐防止空氣中的桂氧帶入后面的屈厭氧反應(yīng)器，根造成對(duì)厭氧反撤應(yīng)的抑制。從刪第一厭氧反應(yīng)鋼器出來(lái)的含有蔑大量硫化物的趁水到第二微電迎解反應(yīng)池，忙與秧Fe嫌2+劈結(jié)合放成褲Fe功S賄沉淀段：鞋買孤腿坦Fe圾2+稱＋色S坦2-選Fe鳳S兵↓溜吊雄缸與Ks欣p謎＝逮6.3×10塌18蒼巧雅這樣，消稍除了硫酸鹽野對(duì)裂MP眼B版的抑制影響，厚保證了第二厭熄氧反應(yīng)器的良醉好運(yùn)行，且反竄應(yīng)池內(nèi)設(shè)有截寧流裝置，不會(huì)升使沉淀帶出反鑄應(yīng)池信。共跪踏示霸館第二厭氧反應(yīng)浙器纏熟在前序階仍段中針對(duì)進(jìn)水閥硫酸鹽產(chǎn)生狀的侮S勾2-姓進(jìn)行了脫除，乳降低了進(jìn)入第朵二厭氧反應(yīng)器握的硫酸鹽濃度術(shù)，消除了對(duì)厭應(yīng)氧反應(yīng)的抑制職影響，則此反除應(yīng)器可順協(xié)利謀酷地進(jìn)行產(chǎn)甲烷逮過(guò)程，大幅度秒地去水除闊CO諒D痕與偷BO弄D灶?？丛S彩看3迎象新工藝的試驗(yàn)嫂驗(yàn)證渣3.1疤久實(shí)驗(yàn)室配水驗(yàn)吧證躲經(jīng)測(cè)定生課活污水掠中按SO殺4憲2-錫含量絕為農(nóng)3役8扮～納44mg/澡L瞇，試驗(yàn)取值菌為孫40mg/饅L惑，加配掛水揮Na捉2痰SO劫4家后將原佳水墳SO還4捧2-醉含量調(diào)至睬表橫1錘中整數(shù)值。試妹驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)訓(xùn)表悶1寫(xiě)。肢捎法表屋1朵配水試驗(yàn)結(jié)虧果系摟進(jìn)兔水囑SO插4飽2-寨紡濃商度徒(暗mg/L)齡第一厭氧跨池薄斤出低水濤SO字4艙2-墾濃沸度申(mg/L鎖)心SO糧4形2-僅妹的轉(zhuǎn)化炎率單(%)川第一厭氧她池慢跟出均水閘S灶2-婚濃美度更(mg/L紐)游第二微電解寧池嬌艙出監(jiān)水坡S喚2-憐濃退度冶(mg/L問(wèn))坑S下2-占訊的去除述率鞏(%)茄1000簡(jiǎn)396.0慈60.40州194.6跨12.7溜93.47舊1205恢11.8辛57.35擁190.4共13.1因93.12法1500奉670.2圈55.32予200.1中13.4裂93.30殊1800者894.96糟50.28喘196.7務(wù)14.3擠92.73暢3.2頌脖工藝最終出水凱驗(yàn)證請(qǐng)根據(jù)對(duì)某母制藥廠廢水進(jìn)亞行試驗(yàn)，配水荷采取生物制藥定廢水字加慎30康%捆生活污水。試鑄驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)倡表渣2身。筆默鍛表勾2副生物制藥廢蛙水加生活污水兔試驗(yàn)結(jié)捧果教桐項(xiàng)目臥原水污沉淀出池虹震出水籍第一厭底氧麥煙池出水魯?shù)诙⒆桦娀鸸诮獬爻鏊返诙L厭斧驅(qū)氧池出水削總?cè)コ陕什?%)嶼COD(mg貴/L)輝1860擴(kuò)1302.8雙1004.6阿883.13拖204.7炭88.99杏BOD(mg推/L)濁672惠706.5帶642.4恩667.1染114.6鞋82.95需SO陷4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