糖蜜酒精废水微氧厌氧生物脱硫

环境工程2006年8月第24卷第4期l7糖宅滔精废水微厌生物脱厩解庆林李亚伟李丽芳(桂林工学院资源与环境工程系，广西541004)摘要糖蜜酒精废水属于富含硫酸盐的高浓度有机废水，采用微氧厌氧生物脱硫技术进行处理。在同一反应器中先利用硫酸盐还原菌(SRB)将糖蜜酒精废水中的硫酸盐还原为硫化物，然后利用无色硫细菌(CSB)在微氧状态下将硫酸盐还原产物——硫化物氧化成硫单质，消除了硫化物对产甲烷菌的毒害作用。研究结果表明，此工艺脱硫效果显著。关键词微氧厌氧硫酸盐还原生物脱硫糖蜜酒精废水O引言糖蜜酒精废水是富含硫酸盐的高浓度有机废水，在进行厌氧生物工艺处理时，会生成大量对产甲烷菌有毒性作用的硫化物，降低甲烷产率。为了控制硫化物毒性，人们提出了多种方法¨。]，但这些方法都不理想。近来研究表明：无论是在厌氧微环境中还是分散的悬浮状态下，厌氧菌均可与好氧菌共存，而且污泥可呈现出高的产甲烷活性。Zitomerl6对厌氧FBR反应器和微氧FBR反应器进行比较研究发现，处理高浓度sO一废水的微氧FBR反应器比厌氧FBR反应器COD去除率高出60％以上。Khanal在以葡萄糖为碳源、K2sO为硫酸盐源的人工配水条件下，利用ORP控制系统，进行了调节供氧量的硫化物在线控制的研究。结果表明，在废水的COD为10000mg／L、sO一浓度为5000mg／L，通过微氧使氧化还原电位控制在⋯230180mV时，溶解态和气态硫化物全被去除，甲烷产率提高到了56．3％，这表明在微氧厌氧处理含高浓度硫酸盐废水时通过ORP控制进氧量在线控制硫化物是可靠的。但多数研究均为人工配水实验，直接利用实际废水开展的研究较少。在国内，董春娟等人分析了微氧产甲烷系统的工艺特点，指出由于加入适量氧而使厌氧菌、好氧菌、兼性菌等共存于同一反应器中，协同代谢污染物，使系统出水COD低、污泥产量少、抗冲击负荷能力强，同时能使毒性和难降解物质彻底降解。李亚新等以人工合成含硫化物废水为进水，以陶粒为填料，通过无色硫细菌生物膜反应器开展了硫化氢氧化生成单质硫的实验，硫化氢的去除率可达87％以上。*教育部留学回国人员科研启动基金(教外司留2002—247)和教育部科技重点项目(教技司2002．o2119)联合资助本研究以广西某公司的糖蜜酒精废水为实验对象，重点探索微氧厌氧条件下使硫酸盐形成单质硫，为后续厌氧处理工艺消除硫酸盐影响的途径。1材料与方法1．1实验材料实验所用废水水质指标见表1。实验过程中，根据需要将原水用自来水进行稀释。裹1原水水质指标mg／L实验主要设备：微氧厌氧反应器，以UASB为主体设备，附设氧气供给和循环收集气体装置而成，用于糖蜜酒精废水除硫。1．2实验方法工艺流程见图1。硫酸盐还原、硫化物氧化和产甲烷三位一体，在微氧厌氧反应器中同时进行，大部分硫酸盐和有机质被同时去除，并可生成单质硫。图1工艺流程示意图2实验结果和分析微氧厌氧生物脱硫实验共包括3个阶段：污泥培养阶段、反应器启动阶段和反应器运行阶段。维普资讯http://www.cqvip.coml8环境工程2OO6年8月第24卷第4期2．1污泥培养阶段为成功培养出同时富含产甲烷菌(MPB)、硫酸盐还原菌(SRB)和无色硫细菌(CSB)3菌种并具有较高活性的污泥，首先对污泥进行初期培养，先驯化出富含MPB和SRB的污泥；然后再将污泥驯化成同时富含MPB、SRB和CSB3菌种的污泥。2．1．1富含产甲烷菌和硫酸盐还原菌的污泥初期培养A、B两个相同的容器中各放置厌氧消化污泥6000g在室温下进行培养，以NaHCO，调节pH值至7．0，培养时间为2周。2．1．2富含产甲烷菌、硫酸盐还原菌和无色硫细菌的污泥后期培养CSB的生活条件较广泛，在有氧存在的条件下，CSB能氧化硫化物并从中获取生长活动所需的能量。若控制反应条件，即维持一定的微氧状态，CSB在环境中可大量生长，并将硫酸盐的还原产物硫化物氧化为单质硫。本实验在室温下向A容器中通入适量氧气进行污泥培养，培养时间为1个月。培养过程中，每2d取样分析1次，与B容器污泥培养实验结果进行COD硫酸盐去除率的对比。当逐渐增加废水中有机质和硫酸盐浓度时，A容器中COD去除率可保持在30％以上，B容器COD去除率约为l5％；A容器的s0：一去除率为50％左右，与B容器s0：一去除率相当；A容器的出水S2一浓度约为20—40mg／L，而B容器出水S2一浓度高达40—100mg／L。由实验结果可知，与B容器的去除结果相比，A容器的COD去除率较高，出水中S2一浓度较低，且有淡黄色硫颗粒产生。取A容器中少量污泥进行镜检得知，细菌类别主要为脱硫弧菌、甲烷杆菌和硫杆菌。可见，维持一定的微氧厌氧条件，不仅可使CSB大量繁殖，而且在废水中硫化物浓度得到有效控制的基础上，MPB和SRB同样可大量生长在此环境中。