硫酸盐有机废水厌氧处理工艺的试验研究

均可用于处理含硫酸盐有机废水 但去除率较处理
无硫酸盐有机废水时低 ∀ 从设备的设计管理上看
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采用复合式厌氧反应器可以不设三相分离器 相对
简单些 但上部设有填料将增加工程投资 ∀ 以厌氧滤池作为二相法中的硫酸盐还原相
反应器是可行的 ∀ 由于有填料截留硫酸盐还原菌
因此 在较短的停留时间
产甲烷率为
沼
反应器类型
进水 进水
进水
负荷
负荷
的电
的电
子流比重 子流比重
气中 和 的含量分别为 和 ∀
试验结果讨论
单相
反应器 Β




∗ 提出电子流比重是评价硫酸盐还原菌
和产甲烷菌
基质竞争关系的一个参
数 电子流比重计算公式如下 ∀
硫酸盐还原菌
单相复合式厌氧反
Β


应器
硫酸盐还原相厌氧 Β
进水条件
硫酸盐还原相运行参数
进 水 进水
进水
负荷
负荷
出水
去除 出水 率
还原 出水 率
出水硫化物
Β ∗ Β


















试验结果讨论 硫酸盐还原相在二相厌氧消化工艺中具有重要
的作用 主要表现为 在硫酸盐还原相中 硫酸盐
还原菌利用进水中一部分有机物 将大部分硫酸盐
还原成硫化物 例如本试验中 的硫酸盐被还
硫酸盐有机废水厌氧处理工艺的试验研究
冀滨弘 章非娟 史 平
提要 通过对产甲烷菌与硫酸盐还原菌的竞争机制 硫酸盐还原产物的影响以及反应器运行性
能等方面的研究 认为一相
和复合式厌氧反应器处理硫酸盐有机废水是可行的 只是 去
除率较无硫酸盐有机废水的低 ∀ 厌氧滤池作为二相法中的硫酸盐还原相反应器是可行的 ∀
∗
∀
一相法处理硫酸盐有机废水的试验研究
试验结果
颗粒污泥形成后 进行单相
反应器
处理含硫酸盐葡萄糖配水的试验 试验结果见图 ∀
试验结果表明 当
容积负荷为
比值为 Β 时
去除率为
此值比无硫酸盐配水驯化结束时的处理效果 大于
低 说明硫酸盐还原作用对厌氧消化有一定的
影响 ∀ 此 时 的 硫酸 盐 还 原 率 较 高 ∗
给水排水 ς ολ Νο
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图 驯化期间的
去除效果
图 驯化期间 的变化
降至 ∀ 恢复投加
后 约经过
周的运行
去除率逐步提高到 以上 有机
容积负荷达到
此时污泥驯化结束 ∀
在污泥驯化结束后 反应器底部已出现细小颗粒化
污泥 大多数是灰白色 少数是黑色的 粒径为
菌的毒害作用是主要的 ∀ 本试验的单相
反
应器和复合式厌氧反应器的出水硫化物最高浓度分
别是
和
相对应的 浓
度为
和
去除率和
还原率均较高和稳定 未有恶化的迹象 可见
在此浓度时 硫化物对产甲烷菌的抑制作用较小 ∀ 以上分析表明 在本试验条件下 在两个反应器中
出水硫化物浓度和出水 浓度均低于一般文献
占优势 处于主导地位 硫酸盐还原菌的影响较小
而且 两种反应器中的硫酸盐还原作用对厌氧消化
产生的影响相近 ∀
硫酸盐还原作用对产甲烷菌的抑制机制 目前
还存在着不同的认识 ∀
等人 认为基质
给水排水 ς ολ Νο
竞争作用是主要的
认为硫化物对产甲烷
物随出水流失的可能性 而且 其内部存在的物理和
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介绍的极限浓度 ∀ 因此 其硫酸盐还原作用对厌氧 消化的影响主要是由基质竞争引起的 硫化物的毒
性影响较小 ∀ 笔者认为 硫酸盐还原作用对厌氧消 化的影响究竟是基质竞争起主要作用 还是硫化物
的毒害起主要作用 与进水
浓度
污泥培养方式等多种因素有关 ∀ 当反应器中的实际 硫化物浓度低于硫化物毒性极限浓度时 基质竞争
原 见表 降低了水中硫酸盐浓度 为后续的产甲
烷菌提供有利的生态环境 硫酸盐还原菌和产甲
烷菌共同作用 将大部分有机物转化为脂肪酸 为后
续的产甲烷菌创造有利条件 提高了 水 中 的
比值 有利于产甲烷菌的生长 ∀ 有研究
表明
比值是衡量硫酸盐还原作用影响
厌氧产甲烷过程的重要指标
比值越大
硫酸盐还原作用对产甲烷过程的抑制作用越小 相
作用的影响是主要的 相反 硫化物的毒性作用就是
主要的 ∀ 颗粒污泥的形成是单相
反应器和复合
式厌氧反应器运行正常的重要因素 ∀ 颗粒污泥为微 生物提供了附着和固定的场所 由于具有较好的沉
降性能而极大地减少了出水中的微生物数量和微生
化学梯度 使颗粒污泥表现出较高的忍受硫化物毒
性的能力 ∀ 因此 在厌氧消化过程中 颗粒污泥能够 抗冲击负荷和抵御有毒有害物质 ∀
反则抑制作用越大 ∀ 是影响硫酸盐还原菌活性的重要因素之一 ∀
理论上讲 硫酸盐还原菌生长的最佳 范围为中
性偏碱 ∗ 与产甲烷菌类似 ∀ 但也有研究
表明 纯培养硫酸盐还原菌的最佳 为 左右 ∀
试验结果表明 在本试验中 对于
约为
Β 的配水 将反应器内 控制在 ∗ 之间
对硫酸盐还原菌生长有利 可获得良好的
反应器和一相复合式厌氧反应器处理硫酸盐 有机废水的可行性 通过对硫酸盐还原相在二相厌 氧法处理硫酸盐有机废水中的作用 影响硫酸盐还 原相厌氧滤池性能的主要因素的研究 为二相厌氧 法处理工艺的选用提供理论依据 ∀
试验方案设计 本研究 采 用 不 含 硫 酸 盐 的 葡 萄 糖 人 工 配 水 在
反应器中驯化污泥 培养颗粒污泥 其接种污
污泥是一相法
反应器运行结束之后的污泥 污
泥接种量是

污
泥浓度是
图 一相法
反应器处理硫酸盐有机废水运行参数的变化

试验结果见图
∀试验结果表
明 采用复合式
厌氧反应器时
运行稳定期间
的
去除率
为
∗
平均为
低于无
硫酸盐时的处
理效率
以
上 说明在复
合式厌氧反应
器中硫酸盐还
原作用对产甲
给水排水 ς ολ Νο
和较高的
容积负荷下
可达到较高的
还原率 平均为
∀
是影响硫酸盐还原相的重要参数 本试
验表明 相状态 ∀
为 ∗ 时 试验体系呈硫酸盐还原 参考文献
∗


∗
∗

∗
给水排水 ς ολ Νο


滤池
Β


从表 可以看到 当进水






约为 Β
时
反应器和复合式厌氧反应器中硫酸盐还
的氧当量为
即还原
相当于产生
的氧当量为
即相当于
所以用于 的电子流为 Α
数≅
∀
产甲烷菌
还原的摩尔
原菌的电子流比重分别为
产甲烷
菌的电子流比重分别为
说明在硫
酸盐还原菌与产甲烷菌间的基质竞争中 产甲烷菌
泥是处理食堂废水的厌氧污泥和闵行污水处理厂贮
泥池 中 下 层 污 泥 的 混 合 污 泥 接 种 污 泥 量 是
污泥浓度是
∀当
容积负荷
达到
时 驯化完毕 ∀ 之后 按表 的
试验设计进行试验 ∀
试验用反应器均用有机玻璃制作 ∀ 其主要参数
如下 ∀ 单相
反应器 高
总容积
其中反应区 沉淀区 ∀ 单相
目前 对硫酸盐有机废水处理工艺的研究主要 有 单相厌氧消化工艺 硫酸盐还原Ο产甲烷两相厌 氧消化工艺 生物脱硫法 添加硫酸盐还原菌抑制剂 法 添加亚铁盐工艺等 ∀ 但国内外关于厌氧法处理 硫酸盐有机废水的成熟工艺的报道并不多 为对这 些工艺有一个初步的评估 本研究通过对产甲烷菌 与硫酸盐还原菌的竞争机制 硫酸盐还原产物的影 响以及反应器运行性能等方面的研究 探讨一相
左右时 ∀ 整个运行期间的
还Hale Waihona Puke 率较高重越大 说明该菌在竞争中优势越大 ∀ 单相
以上 稳定运行时已达到 出水总硫
反应器和单相复合式厌氧反应器中硫酸盐还原菌和
化物浓度在 ∗
平均为
产甲烷菌的电子流情况见表 ∀
出水
浓度在 ∗
平均为
表 产甲烷菌
和硫酸盐还原菌
的电子流平均值

为
∀ 稳定运行后 反应器的容积产气率约
时
的降解基本
上都用于硫酸盐
的还原 只有很少
部分被产甲烷菌
利用∀ 从表 可以看到 提高
容积负荷和
容积负荷
对
还原率影
响不大 说明反应
器有潜力再提高
容积负荷
但对
去除率
影响较大
去
除率随容积负荷
图 硫酸盐还原相厌氧滤池处理硫酸盐有机废水运行参数的变化
的增加而减小 ∀
给水排水 ς ολ Νο
表 硫酸盐还原相的运行结果
和
时 在硫酸盐还原相中 沼气产气率很
低仅
且沼气中 含量也很低
仅 说明降解的
主要是被硫酸盐还原
菌所利用 ∀ 从图 可以看到 当
负荷大于

后 即硫酸盐还原菌占优势 出水
比值比进水
比值大 并随着
进水
负荷越大 出水
比值越大 ∀
表 数据表明 在基质竞争中 硫酸盐还原菌的作
用随着负荷的提高而增大 当
容积负荷为