硫酸盐对高浓度黑液二相厌氧处理的影响_王子波

收稿时期:1998—10—26作者简介:王子波,男,39岁,1996年6月毕业于河南师范大学,硕士,讲师。*河南省自然科学基金资助项目·水污染防治·硫酸盐对高浓度黑液二相厌氧处理的影响*王子波杨玉杰(扬州大学,扬州225009)(华侨大学,泉州362011)摘要用二相UASB反应器处理碱法草浆黑液,酸化相为8.87L的普通升流式反应器,甲烷相为28.75L的UASB反应器,系统温度35±1℃。结果表明:当酸化相进水COD5513～9555mg/L,SO42-8370～10401mg/L,pH值为5.5时,二相系统COD去除率为76.18%。关键词二相UASB反应器COD去除率硫酸盐硫酸盐对有机物厌氧转化的抑制,人们进行了许多研究,认为少量硫酸盐还原菌(SRB)存在是有益的[1],当废水中有较多硫酸盐存在时,SRB将大量繁殖,与产甲烷菌(MPB)竞争基质,抑制MPB的生长,使甲烷产量下降[2],SO42-还原产物H2S对MPB具有毒害作用。本实验以碱法草浆黑液为处理对象。由于黑液碱性强,木质素含量高,黑液进行厌氧消化前,先用硫酸中和预处理,经预处理的黑液含硫酸盐浓度高达5000mg/L以上,对厌氧生物处理产生重度抑制作用[3],用二相UASB反应器能较好地消除硫酸盐对厌氧消化的不利影响,反应器运行稳定。1试验装置二相UASB反应器,均用有机玻璃制成。酸化相为不带三相分离器的升流式反应器,体积8.87L。甲烷相为升流式厌氧污泥床反应器,体积28.75L。两个反应器均置于同一恒温箱内,温度控制在35.5±1℃,试验工艺流程如图1所示。图1试验工艺流程2试验方法和结果取某造纸厂草浆黑液,加工业H2SO4酸化预处理。二相UASB反应器启动成功后,在配制的有机废水[4]中逐步投加经酸化处理的黑液(称混和废水)。用石灰乳将混和废水pH调至7.0左右,再进入二相UASB反应器,反应器运行至21d时,厌氧菌对黑液已适应,停止进混和废水,改用酸化处理的黑液,控制酸化相进水pH值为6.0,经测定COD、SO42-分别为7550～11981mg/L和4906～5500mg/L(COD/SO42-=1.54～2.18)。试验结果见表1。表中t为运行时间,Q为进水流量,Lo为酸化相进水COD,S0为甲烷相进水COD,S为甲烷相出水COD,Ea为酸化相COD去除率,Eb为甲烷相COD去除率,E为二相系统COD去除率,Ia为酸化相产气率,Ib为甲烷相产气率。本实验COD/SO42-为1.54～2.18。从表1可知酸化相、甲烷相COD去除率变化幅度不大,平均值分别为29.30%和60.99%,二相系统COD去除率平均值为72.56%,甲烷相产气率接近0.5L/g,基本符合理论值。实验说明,由于酸化相存在,甲烷相反应器运行稳定。据报道,硫酸盐在厌氧消化中不应大于5000mg/L[1,3],Lettinga认为运行中应控制COD/SO42->10g/g[5]。作者在前一实验基础上,适当降低酸化相进水COD,提高SO42-浓度,控制pH值为5.5,测得COD、SO42-分别为5513～9555mg/L和8370～10401mg/L,试验结果见表2。3结果与讨论3.1SO42-对厌氧处理的抑制作用厌氧消化体系中SO42-还原是在SRB作用下完成的。当废水含SO42-浓度较高时,SRB大量繁殖,第21卷第3期重庆环境科学1999年6月与表1硫酸盐对二相厌氧消化影响试验结果t/dQ/L·d-1L0/mg·L-1S0/mg·L-1S/mg·L-1Ia/L·g-1Ib/L·g-1Ea/%Eb/%E/%22508154.255707.952516.610.320.4830.0055.9169.14235010051.507251.062717.340.300.4727.8662.5272.97245011021.528011.552872.500.280.4527.3164.1573.94255011215.378275.162915.220.320.4826.2264.7774.0126518415.155471.332525.060.230.4534.9853.8569.99275110055.227284.572762.180.330.4627.5562.0872.53285110295.257005.312792.290.280.4531.9660.1472.8829519468.116344.072501.440.280.4533.0060.5773.58304811663.658426.192985.260.350.4727.7664.5774.41314811251.018225.222925.610.350.4526.8964.4374.0032487550.1