UASB反应器处理COD_SO_4_2_0.5有机废水试验_陈浩

UASB反应器处理COD/SO42-=0.5有机废水试验陈浩,陆正禹(清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:本文对使用UASB反应器处理COD/SO42-=0.5有机废水(温度为35±1℃)进行了较系统的研究。试验结果表明:(1)UASB反应器可以较好地处理COD/SO42-=0.5的有机废水,COD去除负荷与SO42-去除负荷之比(ΔCOD/ΔSO42-)在1.0左右。当COD和SO42-的进水负荷分别为1.036g/L/d和2.086g/L/d时,其去除率可达70%和30%以上;而当COD和SO42-的进水负荷分别为2.489g/L/d和4.977g/L/d时,去除率仍可达50%和30%。(2)反应器中的细菌主要是硫酸盐还原菌和发酵性细菌,而产甲烷菌含量很少。(3)反应器中硫化物的抑制浓度为300mg/L,相应的硫化氢浓度为129mg/L。关键词:有机废水;硫酸盐还原;UASB反应器中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1002-1264(1999)04-0015-04厌氧生物处理技术作为一种高效节能的废水处理方法,受到人们越来越多的重视。但是,一些轻工业(如味精合成)在生产过程中加入硫酸、亚硫酸或其盐类作为辅助原料,故在其废水中含有较高浓度的硫酸盐或亚硫酸盐,其含量约为COD/SO42-=0.2-1。当废水中含有硫酸盐时,在厌氧条件下硫酸盐还原菌(SulfateReducingBac-teria,简称SRB)的生长和活动,会对正常的厌氧消化过程产生很大影响:一方面,硫酸盐还原菌与产甲烷菌(MethaneProducingBacteria,简称MPB)相比,二者具有类似的生长环境要求和基质利用特性,因而它们之间存在基质竞争关系,影响了产甲烷菌的生长和活性;另一方面,硫酸盐还原菌的代谢终产物—硫化氢(H2S)对产甲烷菌具有较强的毒害作用,会导致产甲烷菌活性降低甚至丧失,而且厌氧处理出水中高浓度的硫化物给后续处理增加了负担。因此硫酸盐还原作用对厌氧生物处理的影响及控制技术已成为厌氧消化中的一个重要课题。清华大学环境科学与工程系于1995年开发出一种新型厌氧工艺[1],其特点是将硫酸盐还原、好氧生物脱硫和产甲烷三相串联,使废水中的硫酸盐首先被硫酸盐还原菌还原为硫化物,然后利用无色硫细菌(ColorlessSulfurBacteria)在好氧条件下将硫化物氧化为单质硫;废水中有机物先转化为小分子有机物,如氨基酸、脂肪酸等,再被产甲烷菌转化为甲烷,所产生的单质硫和甲烷可回收利用。本试验研究使用三相工艺中的硫酸盐还原相来处理COD∶SO42-=1∶2的自配水的效果。1试验装置、试验用水和测定方法1.1材料1.1.1试验装置硫酸盐还原相使用一个UASB反应器,放置于35±1℃的恒温箱内。反应器各部分尺寸如表1所示。表1UASA反应器尺寸项目直径(mm)总高度(mm)反应区容积(L)沉淀区容积(L)反应器总容积(L)尺寸70(反应区)13203.51.55.0100(沉淀区)1.1.2接种污泥UASB反应器的接种污泥在COD∶SO42-=4000:8000的高硫酸盐条件下驯化28天,其VSS=27.7g/L、SS=57.3g/L、VSS/SS=0.47。反应器内接种浓度为8.3gVSS/L。1.1.3试验用水试验用水用葡萄糖和硫酸盐(相同摩尔的Na2SO4和K2SO4)加自来水配制而成。按COD∶N∶P=200∶5∶1分别投加尿素和磷酸二氢钾作为氮源和磷源。反应器出水以Na2CO3或盐酸作为pH调节剂,使出水pH值保持在6.8-7.2之间。1.1.4分析项目及测定方法[2]COD:标准重铬酸钾法;pH值:pHC-3型酸度计;悬浮固体(SS)和挥发性悬浮固体(VSS):重量法;硫酸根(SO42-):烧灼残渣重量法;硫化物:15第12卷4期1999年8月城市环境与城市生态URBANENVIRONMENT&URBANECOLOGYVol12,No.4Aug.1999收稿日期:1999-06-11碘量法。其中COD的测定中没有吹脱硫化物。1.2试验方法先从低浓度自配水(COD/SO42-=500∶1000mg/L)开始运行,每当其COD去除率达到70%以上时,将进水浓度提高一倍。试验结束时进水浓度达到COD=2000mg/L,SO42-=4000mg/L。每天测定进出水的流量(Q)、COD、硫酸盐、硫化物浓度。使出水pH值。整个动态试验可分为三个阶段:第一阶段(进水COD/SO42-=500∶1000mg/L)此阶段进水COD=500mg/L,SO42-=1000mg/L,水力负荷q=0.043m3/m2/h,流量0.17L/h,停留时间HRT=30h。COD和SO42-进水负荷分别为0.44kg/m3/d和0.88kg/m