硫酸盐有机废水厌氧处理工艺的试验研究
硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用
硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用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。
此阶段中电子转移给氧化态的硫元素(SO42-)，将其还原为S2-，产生H2S，同时消耗ATP。
两相厌氧工艺处理硫酸盐有机废水研究进展
两相厌氧工艺处理硫酸盐有机废水研究进展李俊;李燕;罗干;李爱民【摘要】两相厌氧工艺通过相分离,把硫酸盐还原过程与产甲烷过程分开,避免了硫酸盐还原菌(SRB)对产甲烷菌(MPB)的干扰,因此两相厌氧工艺在处理高浓度硫酸盐有机废水方面具有一定的优势.指出了厌氧法处理高浓度硫酸盐有机废水中存在的问题,提出了采用两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水,综述了两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水的研究进展,分析了两相厌氧工艺的实现方式、处理效果,以及与硫化物生物氧化相结合从而实现污染物的无害化、资源化的方法.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2016(047)003【总页数】6页(P6-10,21)【关键词】两相厌氧工艺;高浓度硫酸盐有机废水;相分离;气提脱硫;硫化物生物氧化【作者】李俊;李燕;罗干;李爱民【作者单位】南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210023;南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210023;南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210023;南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210023【正文语种】中文【中图分类】X703.1制药、造纸、印染、食品加工等领域的生产过程中排放出含有大量硫酸盐的有机废水。
如果这些废水进入水体，将会造成水体酸化，影响水生生物的正常生长；在厌氧环境中，硫酸盐会被还原产生H2S，腐蚀设备管道；此外，H2S有恶臭，高浓度的H2S还会引起人神经中毒。
因此，硫酸盐有机废水的处理研究具有重要的实际意义。
硫酸盐有机废水的处理方法有化学沉淀法、膜分离技术（纳滤和反渗透）以及厌氧生物法。
化学沉淀法处理成本较高，且反应和分离过程需要的时间较长。
膜技术对原水预处理要求严格，膜污染严重，并且只是实现了污染物的物理分离，污染程度没有从根本上得到解决。
而厌氧生物法由于处理负荷高，占地面积小，能耗低等优点在硫酸盐废水的处理上得到了广泛的应用［1］。
厌氧法处理硫酸盐有机废水过程中的基质竞争
的生化代 谢反应 。 厌 氧 条 件 下 有 机 物 与 硫 酸盐 的 代 谢 途 径
如图 １ 示 。 所
盐还 原 产 物—— 硫 化 物 对 其 产 生 毒 害作 用 （ 非竞争 性抑制 ） 。这 两种抑制作 用都可 能导 致生 物 活性 降 低 ， 处 理 体 系 恶 化 甚 至 破 坏 。 使
验 。但 是 ，ห้องสมุดไป่ตู้当废 水 中 含 高 浓 度 硫 酸 盐 （ 升 几 每 千毫 克 ） ， 于硫 酸 盐还原 反 应 的介 入 ， 时 由 使 厌 氧法 处 理 这 类 废 水 存 在 许 多 问 题 ， 要 表 主 现为 产 甲烷 菌 受 到 基 质 竞 争 性 抑 制 ， 硫 酸 或
解 并使上述 高 价 态硫 化 台 物 、 素硫 还 原 为 元
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中 国沼 气
（ ｍ
∞ ２０ ２ （） ０２，０ １
厌 氧 法 处 理 硫 酸 盐 有 机 废 水 过 程 中 的 基 质 竞 争
章 非 娟 ，冀 滨 弘
（ 同济 大 学 环境 科 学 与 工程 学 院 ，上海 ２ｏ ９ ） ００ ２
脂 肪酸 （ 酸 、 酮 酸） 乳 丙 等转 化 为 乙 酸 ， 少 丙 减 酸 等 的积 累 ， 一 定 程 度 上 促 进 了 厌 氧 消 化 在
表 ２表 明 ， 酸 盐 还 原 作 用 释 放 的 能 量 比 产 硫
甲烷反应所 释 放 的能 量高 ， 即硫 酸盐 还 原 反 应 比产 甲烷 反应更 容易进 行 。
响 的工 艺研 究 。 本 文 拟 以 一 相 法 Ｕ Ｓ 复合 Ａ Ｂ、 式 厌 氧 反应 器 、 相 法 的硫 酸 盐 还 原 相 作 为 二 对 象 ， 讨 厌 氧 过 程 中 硫 酸 盐 还 原 菌 与 产 甲 探 烷 菌 之 间 的基 质 竞 争 性 抑制 作 用 。 １ 硫 酸 盐 还 原 作 用 硫 酸盐还 原作 用 是指 在 厌氧 条 件 下 ， 硫
厌氧反应除硫酸盐的新工艺
厌氧反应除硫酸盐的新工艺0 引言近年来，由于轻工、制药等行业的发展造成了大量的含高浓度硫酸盐的工业废水急需处理，如硫酸盐法造纸废水、柠檬酸废水等。
工业有机废水中由于硫酸盐的存在而产生的主要问题包括：高浓度的硫酸盐对产甲烷菌(MPB)产生强烈的抑制，致使消化过程难以进行；其次大量的硫酸盐废水被排入已污染严重的水体中，不仅会产生具有恶臭味和腐蚀性的硫化氢，而且直接危害人体健康和影响生态平衡。
本文提出了一种处理硫酸盐废水的新工艺，它主要由两相厌氧反应器和微电解反应池组成，利用硫酸盐还原菌(SRB)将SO42-还原成硫化物，再经过微电解反应池与Fe2+结合生成FeS沉淀，以去除大部分硫酸盐，致使后一厌氧反应中产甲烷过程不受抑制。
1 工艺的比较与评价对于含硫化物和硫酸盐废水以往的处理方法主要有：(1)控制pH值消化液的pH值影响H2S的离解程度。
在厌氧消化中起抑制作用的硫化物主要是未电离的H2S。
当pH值升高时，未电离的H2S浓度降低，从而其毒性也相应降低；一般认为，pH值在7.5～8.0范围内较为适宜。
(2)两段厌氧消化工艺采用两段厌氧消化工艺，在第一阶段控制产酸菌适宜的环境条件，产物以低级脂肪酸和H2S为主，出水经脱H2S装置脱除H2S，在第二阶段进行以甲烷为主要产物的甲烷发酵。
(3)投加SRB抑制剂主要是抑制SRB的活性，使得正常参与产氢产乙酸过程的细菌数量减少。
对于第(1)种方法，控制pH值是很困难的，也很繁琐，因为这需要时刻监测，并且要求控制得非常精确。
这种方法很难推广，且药剂用量大，运行费用较高。
第(2)种方法，目的是在第二段厌氧处理前去除硫酸盐，这取决于前一段厌氧体系的还原能力和厌氧体系的运转状况。
由于除H2S装置复杂，实际操作困难，处理效果无法保证。
第(3)种方法，投加抑制剂虽然抑制了H2S的生成量，但也同时抑制了MPB的活性，使甲烷的产量降低。
以上几种工艺都有各自的弊病和实际操作困难等缺点，有必要提出一种更为实用的新工艺。
复合式厌氧反应器处理含硫酸盐有机废水的研究
的浓度来研究运行状况的变化（ 见表 １。 ）
下降， 产甲烷菌的生长和活性受抑制； ②硫酸盐还 ３ 实验装 置和 流程
原产生的硫化物达到较高浓度时， 对厌氧茵有强 烈的毒害作用． 可造成细菌生长率下降甚至停滞 。 活性降低甚至完全丧失。在用厌氧工艺处理含硫 酸盐的有机废水时 ．就往往会出现反应系统处理
两 周 Ｃ Ｄ 去除 和 ｓ ；还原 同 时表 现 出 良好 的效 Ｏ ｏ一
１ ｄ运 行 ２ ｄ工况 Ｉ 导致 了反应 器 的恶 化 ， ． 。 Ｏ ８， Ｉ Ｉ 体系
程 ，去除率在 ％一 ５ ６ ７ ％之间波动；Ｏ２ ５ Ｓ４ ＂ 还原率也 表现出由高到低、 再由低到高的周期性变化 ， 变化
幅度 在 ８％一４ Ｏ ９ ％之 间 。说 明产 Ｃ Ｓ 还 原 Ｈ 和 Ｏ２ 。 两种 反应之 间相互 竞争 、 相互 干 扰 ， 给处 理过 程带
《 城市公用事业》
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１ 进 水 贮 水槽 ２ 蠕动 恒流 泵 ３ 污 泥床 屡 界 面 ４ 复 合 式 厌 氧反 应 器 一 － 一 － ５ 填料（ 西环） ６ 煤 气表 ７ 取样 口（＃ ５｝ ８ 出水贮水槽 一 拉 一 一 １ 一｝ ） 一 图 １ 实验 装 置 及 流 程
反 应器 （ 图 １ 见 ）采 用 有 机 玻 璃 柱 ，外 径
１９ ｍ，内径 ｌｌ ｍ，高 Ｉ１０ ｍ。有效 容积 ０ｒ ａ Ｏｍ ０ｍ ６ Ｌ 下部 ３ Ｌ作污泥床， ． ， ５ ． ３ 上部 ３２ 作滤床。 ． Ｌ 该装 置放置于 ３害 ℃的恒温箱内。 ５１ 滤床的填料采用 ７ ０
个塑 料拉 西环 ， 每个体 积约 １０ Ｌ ４ｍ 。
两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水工艺改进及节能研究
１单相厌 氧 工艺及 改进 工艺
在单相 的厌 氧处理 系统 中安装有惰 性气体吹脱装 置的工艺 即为单相吹脱 。单相 吹脱可 以不断地将 Ｈ ２ Ｓ从反应 器 中吹脱去 ３ ． １ ＵＡ Ｓ Ｂ最 佳 工 艺 的 确 定 掉， 减轻 了它 对 Ｍ Ｐ Ｂ和别的厌氧菌的抑制作用 ， 改善 了反应 器的 Ｕ Ａ Ｓ Ｂ的反应根据试验要确定三个 因素 ： 水力停 留时 间分别为 运行性 能。吹脱装置分为外部吹脱 和内部吹脱两种 。而吹脱 气体 ８小时 、 ｌ ０ 小 时和 １ ２小 时 ； Ｕ Ａ Ｓ Ｂ反应 器进水硫 酸盐 浓度分 别为 采用 的是 比较稳定 的沼气或者是 ” 。吹脱装 置见 图 ｌ 。 １ ０ ０ ０毫克每升 、 １ ５ ０ ０毫克每升和 ２ ０ ０ ０毫克每升 ； Ｕ Ａ Ｓ Ｂ反应器进 水ｐ Ｈ值 ６ ． ０ 、 ６ ． ５ 和７ ． ０ 。通过实验确定正交实验因子如表 １ 所示 。 表 １ 正 交 实 验 因 子 和 水 平 表
３厌氧 反应器 最佳 工艺 的研 究
３ ． ２ Ｉ Ｃ反应器最佳 工艺 的确定 Ｕ Ａ Ｓ Ｂ的反应 根据试验要确定三个因素 ：水力停留时间分别 图 １ 两 类 吹 脱 装 置 图 为 ６小 时 、 ８小时和 ｌ ０小时 ； Ｕ Ａ Ｓ Ｂ反应 器进 水化学需 氧量浓度 ， ０ ０ ０毫克每升 、 ６ ０ ０ ０毫克每升和 ８ ０ ０ ０毫克每升 ； Ｕ Ａ Ｓ Ｂ反应器进 ２两相 厌 氧工 艺 与 好 氧 工艺 处 理 高 浓 度硫 酸 盐 废 水 的 ４ 水ｐ Ｈ值 ６ ． ０ 、 ６ ． ５ 和 ７ ． ０ 。 通过实验 确定正交实验 因子如表 ２所示 。 节 能 环 保 对 比 表 ２ 正 交 实验 因子 和 水 平 表 好氧工艺不太适合处理水果 和蔬菜废弃物 ， 因为有机物含量 高需要大量的动力消耗 。 但高浓度硫酸盐废水消化都会取得令人 满意 的结果 ， Ｈ ａ ｍ ｄ ｉ 等人在处 理高浓度 硫酸盐废 水时就 发现 ， 硫 酸盐废水 中少有难 以进行生物 降解 的成分日 。高浓度有机废水 中 有机物被产 甲烷菌利用后会产生气体收集装置会进一步节约能源消耗。 ４ 结 语
厌氧酸化-好氧光合细菌法处理含硫酸盐高浓度有机废水
厌氧酸化-好氧光合细菌法处理含硫酸盐高浓度有机废水
厌氧酸化-好氧光合细菌法处理含硫酸盐高浓度有机废水
采用抑制硫酸盐还原的厌氧酸化工艺与两级好氧光合细菌工艺组合技术,处理含硫酸盐高浓度有机废水,实现了硫酸盐不转化状态下的污染物高效去除.结果表明,当连续流酸化反应器内挥发酸浓度达31112mg COD/L以上时,硫酸盐还原将被完全抑制.酸化段采用CODCr为44251mg/L的较高进水浓度,容积负荷25.0kgCOD/(m3(d),出水经稀释后进入容积负荷为4.0kgCOD/(m3(d)的两级好氧膜法光合细菌反应器,最终CODCr去除率达99.0%,总氮去除率67.5%,而硫酸盐还原被完全抑制.在两级PSB反应器中,PSB2反应器主要起脱氮作用,较高的DO(5.0～6.0mg/L)有利于脱氮.
作者：穆军章非娟黄翔峰李彦生吴志超 MU Jun ZHANG Fei-juan HUANG Xiang-feng LI Yan-sheng Wu Zhi-chao 作者单位：穆军,李彦生,MU Jun,LI Yan-sheng(大连交通大学环境科学与工程学院,辽宁,大连,116028)
章非娟,黄翔峰,吴志超,ZHANG Fei-juan,HUANG Xiang-feng,Wu Zhi-chao(同济大学环境科学与工程学院,上海,200092) 刊名：中国环境科学ISTIC PKU英文刊名：CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2005 25(3) 分类号：X703.1 关键词：含硫酸盐高浓度有机废水厌氧酸化光合细菌法抑制硫酸盐还原。
硫酸盐废水处理技术的研究进展
SOUTHWEST WATER&WASTEWATER西南给排水Vol.41No.32019硫酸盐废水处理技术的研究进展沈浩'，蓝佳铭：朱四琛'（1.南京工业大学城市建设学院，江苏省南京市211800;2.福建省环境保护产业协会，福建省福州市350000）摘要工业废水中存在一类包括常见硫酸盐的含有硫化合物废水，厌氧生物处理降解含有硫化合物的废水过程，存在驯化形成的硫酸盐还原菌（SRB）等微生物提供电子将高价态硫化合物还原形成零价态硫单质以及负价态硫化物的反硫化现象，而不同价态的硫化合物对常规生化法处理中的微生物有着不同的生长容许浓度。
目前关于硫酸盐废水的降解技术主要分为物理化学法和生物还原法。
关键词硫酸盐反硫化降解1前言硫酸盐废水广泛产生于食品、医药、矿石、精细化工等行业。
硫酸盐废水排放到水体经由反硫化作用中会造成水体酸化，在厌氧环境下还原产生硫化氢气体，导致环境恶臭，同时毒害微生物抑制自然水体自净能力,造成难降解污染物质去除的困难"'5|o硫酸盐废水的处理工艺主要分为两大类，即物理化学法和生物还原法。
2物理化学法硫酸盐废水处理中物理化学法主要包括化学沉淀法、离子交换树脂法以及膜分离技术等。
2.1化学沉淀法根据硫酸盐低溶度积常数的化学特性,投加金属盐类与废水中的硫酸盐形成固体沉淀从水中脱离出来达到去除硫酸盐的目的。
其中化学沉淀法又分为顿盐沉淀法、钙盐沉淀法、钙矶石沉淀法心役顿盐沉淀法是通过向废水中投加顿盐,形成硫酸领沉淀，实现硫酸盐的去除。
在理论条件下，投加合理的顿盐，硫酸盐浓度可以低至1mg/L。
实际操作中，废水需要进行CO广形成BaCO,干扰因素的去除，程序繁琐。
同时要保证2h以上的沉淀时间不致形成的沉淀变成胶体又均质到废水中，基建造价投入加大；另外顿盐价格较高，实际应用中不经济，残留的Ba"作为重金属元素污染还会危害水体环境。
钙盐沉淀法是一种比较经济的方法，一般可以通过投加熟石灰与硫酸盐形成微溶于水的硫酸钙沉淀，但一般硫酸盐的浓度只能降到1500-1800 mg/L,故而只能作为一种预处理方法，无法达到低浓度的排放标准。
硫酸盐有机废水厌氧处理工艺的试验研究_冀滨弘
进 CO D/ SO 24 5B1 5B1 2B1 水 条 件 S O24 / mg/ L 1 000 1 000 1 000 HRT /d 1 1 015
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 77 gVSS, 污泥浓度是 51 7 gVSS/ L 。当 COD 容积负荷 达到 51 5 kg/ ( m 3#d) 时 , 驯化完毕。之后, 按表 1 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。 ¹ 单相 UASB 反应器 : 高 1 060 m m, 总容积 1816 L , 其中反应区 131 5 L , 沉淀区 51 1 L。 º单相 复合式厌氧反应器 : 直径 109 mm, 高 1 100 mm , 总 容积 61 5 L , 其中滤床 31 2 L , 污泥床 31 3 L 。 » 硫酸 盐还原相厌氧滤池 : 直径 107 mm, 高 1 022 mm , 反 应器容积为 6 L, 填料为拉西环。 2 试验结果讨论 21 1 污泥驯化 污泥驯化共进行了 84 d, 进水是不含硫酸盐的 葡萄糖配水, 主要目的是培养和驯化产甲烷菌, 使污 泥颗粒化 , 减轻硫酸盐还原作用对产甲烷菌的抑制。 在整个驯化过程中, 水力停留时间 ( HRT ) 为 1 d, 污 泥驯化阶段的 COD, pH 的变化见图 1 和图 2。为考 察不投加 NaHCO3 的可能性 , 试验期间曾在进水中 停止投 加 NaHCO3 ( 第 41 天 ~ 47 天 ) 。停止 投加 NaHCO 3 后, 反应器的 pH 及 COD 去除率逐渐下降, 约 1 周 后 , pH 由 7 1 29 降 至 5 1 3 4 , COD 去 除 率 由
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]。
硫酸盐废水生物处理的影响机理及工程应用
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。
高浓度硫酸盐废水厌氧生物脱硫研究
【 ｓｒｃ 】 ｎＵ － ｏ ｎ ｅｏｉ ｓ ｄ ｅｂｄ （ Ｓ ｗ ｓｓｔ ｐｔ ｓｕ ｙｔｅｅ ｃｅｃ ｆ ｕｐ ａｅｒｄ ｃｉ ｏ ｉｈｃｎｅ ｔ ｔ ｎｓｌｈ ｔ Ａｂｔａ ｔＡ ｐ ｆｗ ａ ａｒｂｃ ｌ ｇ ｅ ＵＡ Ｂ） ａ ｅ ｏ ｔｄ ｆ ｉｎｅｏ ｌｈ ｔ ｅ ｕｔ ｎｆ ｍ ｈｇ ｏ ｃｎｒ ｉ ｕｐ ａｅ ｌ ｕ ｕ ｈ ｉ ｓ ｏ ｒ ａｏ
科技信 息 ຫໍສະໝຸດ ０本刊重稿 ０ Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｇ ＯＲ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ ＬＯ ＹＩ ＮＦ ＭＡＴＯＮ Ｉ
２１ ０ ０年
第２ ７期
高浓度硫酸盐废水厌氧生物脱硫研究
杨 丽 平 ’ 杨 小 华 ’ 肖 永 兵 曾 国 驱 ｚ 许 玫 英 ｚ 孙 国 萍 ２ （ ． 余 市 渝 水 区 环 境 保 护 局 江 西 新 余 ３ ８ ０ ； １新 ３ ０ ０ ２广 东省微 生 物研 究所 广 东省 菌种 保藏 与 应用 重点 实 验室 广 东 广 州 ５ ０ ７ ） ． １ ０ ０
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厌氧滤床处理含硫酸盐废水的应用研究
２２ ０ ，０— ． Ｃ Ｄ。 ｓ 硫酸根去除 率的影响
用食用葡 萄糖和工业硫酸钠等人工配制进水样并进行营养添加。 设 定 Ｃ Ｄ， Ｏ ｃ 值为 ｌ ０ ｍ ／ ， ００ｍ ／ ５ ０ ｓ ，水力停留时间为 ｌ ０ ｓ ３０ ｓ ２ Ｌ Ｌ和 ０ｍ ／ ０ Ｌ ８ ｈＣ Ｄ ， ０ ， Ｏ 。 ｓ 由 ８ 降至 ２ 水力停 留时间在 １ 和 ６ 之间变化。 ， ８ ｈ ｈ 进水水 质条件发生变化 ， 每次稳定周期为 ６天， ３ 每 天进行常规测 试。
摘 要： 针对硫酸盐废 水处理 中存在争议 的 问题 ， 进行 了基础 性应 用研 究， 讨 了废水 探
中的硫 酸 盐 对厌 氧 过 程 的 影 响 。
关键词 ： 废水处理； 含硫酸盐废 水； 氧滤床 厌 中图分 类号 ：７ ３ Ｘ ０ 文献标识码 ： Ａ
废水 。
随着食品、 医药、 化工工业的发展 ， 含高浓硫酸盐废水的种类和水量 也随之大大增加。含有高浓度 Ｃ Ｄ和高浓度硫酸盐的废水 ， Ｏ 如未经处理 排入水体 ， 不仅会 产生具有恶臭味和腐蚀性 的 Ｈ ｓ 而且直接危害人体健 ２， 康和生态平 衡 ， 发生严重 的环境污染。这类废水一般要先经过厌氧生化
１ 试验 方 法
１ 试验装置厦漉程 ． １ 厌氧反应 装置分为加热 系统 、 反应柱 、 填料 、 气体收集简易 装置 、 进
水桶 以及计量泵等几个部分 ， 工艺流程 以及具体反应装 置见 图 ｌ 。 有机玻璃 反应 柱有效高度 为 ２ ５ｃ 内径 为 １ 有效 容积为 ２ ４ ｍ， ０ ｍ， ｃ ４
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Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ ＩＮ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｃ － Ｅ Ｈ Ｉ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ Ｃ Ｎ ＭＹ 文章编号： ０ － ０ ３ ２ ０ ）９ ０ ９ － ３ １ ５ ６ ３ （０ ７ １— １２ ０ ０
两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水的研究
ａｎｄ
Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ｗａｔｅｒ ＣＯＤｃｒ
ａｎｄ
ｓｕｌｆａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ＵＡＳＢ ｒｅａｃｔｏｒ ｇｏｅｓ １ ７００ ｍｇ／Ｌ．Ｂｙ
ｆｒｏｍ ５０００ｍｇ／Ｌ ａｎｄ ７００ ｍｇ／Ｌ ａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ．ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ
ｒａｔｅ
Ｎ№＋－Ｎ
ａｎｄ ＣＯＤｃｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｗ ｐＨ ｖａｌｕｅ，ｉｔ ｍａｋｅｓ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ
ｔｏｏ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｏｒｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．ｉｔ
ｄｉ衢ｃｕｌｔ
ｔｏ ｔｒｅａｔ ｂｙ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ
ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ．
摘要
ＩＣ反应器对氨氮去除率为２０％一２７％。两相厌氧工艺对氨氮的去除效果有限。 ⑦稳定运行期，ＵＡＳＢ和ＩＣ反应器中都形成了粒径为Ｏ．２—３．５ｍｍ的颗粒污
泥。两相厌氧工艺能有效处理高浓度硫酸盐有机废水中的硫酸根和ＣＯＤ。，，但对
氨氮的去除效果较差。
关键词：赤霉素生产废水；高浓度硫酸盐废水；ＵＡＳＢ；ＩＣ；硫酸盐还原菌；产 甲烷菌；
将ＵＡＳＢ反应器中还原出来的硫化物氧化为单质硫，并在沉淀池中去除。由于 沉淀池出水ＣＯＤ。，浓度还是很高，并含有少量的硫化物，所以采用ＩＣ厌氧反应
器去除ＣＯＤ盯。 本课题采用两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水，通过实际工程调试 及稳定运行研究表明：
①启动阶段，通过逐渐增加ＵＡＳＢ反应器进水的ＣＯＤ盯、硫酸盐的浓度，
ｌｏａｄ ｉｓ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｓ ６．５，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｕｌｆａｔｅ ｇｏｅｓｕｐｔＯ ８０％．
５ｋｇＳ０４２－／ｍ３．ｄ，ａｎｄ
高浓度硫酸盐有机废水厌氧处理硫化物毒性控制对策
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。
厌氧处理硫酸盐有机废水的微生物学(1).
厌氧处理硫酸盐有机废水的微生物学(1)对间歇厌氧反应器、UASB反应器、复合式厌氧反应器和厌氧滤池污泥中的发酵细菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌的数量和生物相进行了分析，并观察了颗粒污泥的结构，剖析了影响厌氧颗粒污泥形成的因素。
关键词：硫酸盐有机废水发酵细菌硫酸盐还原菌产甲烷颗粒污泥1 试验材料与方法1.1培养基和稀释水的配制试验所用的各类细菌的培养基配方如下：①发酵细菌蛋白胨：10.0 g；牛肉膏：3.0 g；NaCl：5.0 g；蒸馏水：1 000 mL；pH＝7.4～7.6。
②硫酸盐还原菌K2HPO4·3H2O：0.5 g；CaCl2·2H2O：0.1 g；MgSO4·7H2O：2.0 g；FeSO4·7H2O：0.5 g；维生素C：0.1 g；NH4Cl：1.0 g；乳酸钠(70%)：5.0g；酵母膏：1.0 g；NaCl：1.0 g；硫代乙醇酸：0.1 g；蒸馏水：1 000 mL；pH＝7.0～7.5。
③产甲烷菌K2HPO4·3H2O：0.4 g；CaCl2·2H2O：0.2 g；MgSO4·7H2O：1.0 g；MgC l2·6H2O：4.0 g；NH4Cl：0.25 g；NaCl：1.0 g；KCl：0.3 g；Na2S·9H2O：0.5 g；CH3COONa：2.0 g；NaHCO3：2.0 g；(NH4)2Fe(SO4)2·7H2O：0.002 8 g；KH2PO4：0.14 g；酵母粉：1.0 g；刃天青：0.000 2 g；半胱氨酸：0.5 g；沼气发酵液：300 mL；蒸馏水：1 000mL；pH＝7.0。
稀释水配方如下：NaCl：7 g；蒸馏水：1 000 mL；pH＝7.2～7.4。
1.2微生物的计数和观察方法微生物的计数采用三管最大可能数(MPN)法［1］。
培养一定时间后(发酵细菌1 d，产甲烷细菌21 d，硫酸盐还原菌7 d)观察生长结果，判断细菌生长阳性的依据如表1所示［2］。
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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
筑龙网
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
筑龙网
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
筑龙网
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