铭盛环境——工业污水，工业废水处理专家，提供污水处理解决方案
1、概述
在工业飞速开展带来宏大经济效益的同时，工业废水带来的污染问题也日趋严重。硫及其化合物作为重要的工业原料，普遍应用于造纸、制药、糖蜜发酵等行业，构成了大量高浓度硫酸盐有机废水，该类废水因含大量硫酸盐，对水体、水生生物、大气环境均会产生污染。
因化学需氧量(COD)较高，这类工业废水处理时通常采用厌氧生物工艺处置，但废水中高浓度硫酸盐的存在会给厌氧处置过程带来不利影响，硫酸盐会被硫酸盐复原菌(SRB)复原为硫化氢，而硫化氢对产甲烷菌(MPB)和SRB均有较强的抑止作用，SRB在复原硫酸盐的过程中会与产甲烷菌竞争底物。抑止和竞争作用使厌氧反响器对COD、硫酸盐的处置效率大幅降低，以至造成反响器运转失败。为处理这些问题，有学者在单相反响器根底上，研发出了单相吹脱、两相厌氧等工艺。
本文从COD/SO42-等角度，探求了不同负荷对各类厌氧生物工艺的影响，并在此根底上剖析了反消化过程对硫酸盐复原、COD去除性能的影响，为将来的理论研讨和实践应用各反响器处置硫酸盐有机废水提供自创。
2、厌氧生物处置
2.1 厌氧消化反响
目前三阶段理论和四菌群理论为厌氧消化反响过程的主流解释理论。其中，三阶段理论是指将厌氧消化过程分为水解发酵、产氢产乙酸、产甲烷三个阶段，据此将参与反响的微生物依照功用分为水解发酵菌、产氢产乙酸菌、同型产乙酸菌和产甲烷菌四类菌。
此外，由于厌氧消化体系中存在硫酸盐，SRB也会参与厌氧发酵过程，目前得到审定的SRB中，以脱硫弧菌属、脱硫叶菌属等最为常见。而在SRB参与反响过程中，主要有两类电子供体，即产甲烷前驱物(乙酸、H2/CO2)和有机物发酵过程的中间产物(丙酸、丁酸、乙醇)。
2.2、研讨发展
2.2.1 单相厌氧工艺
高效厌氧生物处置技术曾经在高浓度硫酸盐有机废水处置范畴普遍应用，在不同COD/SO42-时呈现出不同的处置效果，COD或硫酸盐的去除率可达70%~80%。而在实践应用中，单相厌氧工艺对高浓度硫酸盐有机废水的处置呈现了以下问题：硫化物的毒性对SRB和MPB均产生抑止作用，形成甲烷产量降低;SRB和MPB的竞争作用使COD和硫酸盐不能同时到达较高去除率。Colleran等人研讨复合型厌氧反响器(UBF)处置柠檬酸工业废水中的高浓度硫酸盐时，在进水COD/SO42-=3.61时，硫酸盐去除率为70%，COD去除率仅为52%，且在反响器内呈现丙酸盐和丁酸盐积聚。依据三阶段理论，丙酸盐和丁酸盐是厌氧消化重要的中间产物，初级抑止作用或反响进程紊乱造成丙酸盐、丁酸盐发作积聚，COD去除效率大幅降低。
2.2.2 单相吹脱工艺
在单相厌氧复原根底之上，国内外也开发了多种吹脱和组合工艺，该类工艺吹脱方式主要有内部吹脱和外部吹脱。Olesakjewicz等人应用UASB反响器，平行研讨吹脱工艺对炼乳废水和蒸煮液中硫酸盐去除效果的影响，在通入N2吹脱后，COD去除率由60%提升到95%以上，硫酸盐去除率提升了20%以上。
但是内部吹脱工艺在应用中有吹脱气量不易控制、吹脱H2S不完整的缺陷，因而有研讨在UASB反响器的根底上开发出外部吹脱安装，出水在吹脱安装中实施吹脱去除H2S后回流，从而对进水实施稀释。在COD和硫酸盐进水浓度分别为2000mg/L和1000mg/L，硫酸盐负荷为1.3kg/(m3·d)时，COD和硫酸盐去除率分别可达90%和70%。
固然单相吹脱工艺减轻了H2S的毒性影响，但并未完整消弭H2S;同时，SRB对MPB底物的竞争问题也未能处理，MPB遭到的初级和次级抑止作用仍都存在。
2.2.3 两相厌氧工艺
为减少SRB和MPB的竞争，有学者在单相工艺根底上进一步开发了两相厌氧工艺，经过产酸相和产甲烷相的相别离完成了硫酸盐复原过程和产甲烷过程在两个厌氧反响器中分别完成，且减少了硫酸盐复原产物对产甲烷过程的抑止作用，提升了硫酸盐、COD去除效率。Genschow等人应用两相工艺处置制革废水时，在进水硫酸盐浓度为1180mg/L时，硫酸盐去除率为58%(单相厌氧工艺去除率为30%)。Mizuno等人在应用两相厌氧反响器研讨酸化消解过程发现，在酸化相中水力停留时间到达2小时，就可发作硫酸盐复原过程，当硫酸盐到达2400mg/L后，延长水力停留时间到10小时便能够完整去除硫酸根。
两相工艺同步提升了COD和硫酸盐去除率，但若反响器内硫化物浓渡过高，硫酸盐复原过程仍会遭到抑止，但可采用惰性气体吹脱的方式减少影响，其机理与单相吹脱工艺相似。固然两相工艺与气体吹脱联用能有较好的处置效率，但运转费用高等缺陷仍限制了其应用。
2.2.4 新型厌氧反响器
为处理上述问题，在传统两相厌氧反响器根底上，一些新型厌氧反响器开端呈现。其中，内循环厌氧反响器(IC反响器)具有容积负荷高、占空中积小、耐冲击负荷强等特性，应用较为普遍。IC反响器能够了解为两个两相厌氧反响器的串联，并且构成了共同的内循环，污水从下层经过布水系统进入反响器，在反响器下部收缩床反响区实施有机物降解和硫酸盐复原。第一级三相别离器对产生甲烷、污泥和水实施别离，局部污泥和水混合液由于甲烷的气提作用会上升至气液别离器，然后与甲烷别离，并沿降落管返回混合区，构成内循环。
目前，虽短少IC反响器处置硫酸盐废水的研讨，但理论上来看，应用IC反响器来处置高浓度硫酸盐有机废水有较高的可行性。
3、研讨瞻望
3.1 在现有研讨的根底上，加强对反响器实践工程应用效果的论证，为进一步的研讨和创新提供方向上的指引。
3.2 横向比拟工艺，深化研讨新工艺，从温度、COD/SO42-、pH、出水水质等角度，以统一指标明白各个工艺的优缺陷，为实践工程应用提供较为便利牢靠的参数支撑。
3.3 在新型反响器的根底上增加对硫酸盐的研讨。
3.4 经过分子生物学手腕进一步提醒其微生物的作用机制，为硫酸盐废水的高效处置提供理论根据和技术支持。
