硫酸鹽廢水(shuǐ)處理中的厭(yàn)氧技(jì)術(shù)

作者：

環科

工(gōng)業(yè)廢水(shuǐ)中硫酸鹽的來源

一(yī)、來自(zì)采礦廢水(shuǐ)

在我國(guó)的礦山資源中，煤礦、硫鐵礦和多(duō)金屬硫化礦是主要的存在形式。在采礦過程中，礦石中的硫及硫化物(wù)在氧化作用下(xià)形成硫酸鹽。這種礦山廢水(shuǐ)中硫酸鹽的濃度通(tōng)常大于1000mg/L，但由于廢水(shuǐ)中有機(jī)物(wù)含量較低(dī)，生(shēng)化法處理可能(néng)并不适用。

二、來自(zì)工(gōng)業(yè)生(shēng)産廢水(shuǐ)

一(yī)些發酵、制藥、輕工(gōng)行業(yè)在生(shēng)産過程中，通(tōng)常會(huì)加入硫酸、亞硫酸及其鹽類的輔助原料。這導緻生(shēng)産廢水(shuǐ)中往往含有大量的硫酸根。這些廢水(shuǐ)除了含有高(gāo)濃度的硫酸根，通(tōng)常還(hái)含有較高(gāo)的有機(jī)質。這類廢水(shuǐ)通(tōng)常需要用生(shēng)化法進行處理，并經常用到(dào)厭(yàn)氧生(shēng)化處理工(gōng)藝。

三、厭(yàn)氧處理中硫酸鹽和H2S的控制技(jì)術(shù)

1. 物(wù)理化學法
* 稀釋廢水(shuǐ)中的硫酸根：通(tōng)過增加廢水(shuǐ)體積，降低(dī)硫酸根的濃度。
* 調高(gāo)pH值：H2S的電(diàn)離常數大約為(wèi)6.8-7.0，與厭(yàn)氧反應器(qì)的運行pH值相(xiàng)近。增加pH值會(huì)顯著改變H2S到(dào)HS-的電(diàn)離。每提高(gāo)0.3pH單位，HS-與H2S的比值增加一(yī)倍，從(cóng)而降低(dī)氣體以及液體中的未解離H2S濃度，最終起到(dào)降低(dī)抑制性的作用。
* 氣體吹脫法：利用pH值較低(dī)時，大部分硫化物(wù)将以H2S的形式存在的性質。有研究者發現在單項厭(yàn)氧處理系統中安裝循環氣體吹脫裝置，可以将硫化物(wù)吹脫，以減輕對産甲烷過程的抑制作用。主要吹脫工(gōng)藝有兩種：
- 内部吹脫法：在厭(yàn)氧反應器(qì)中産生(shēng)的沼氣通(tōng)過氣提作用去除硫化物(wù)，再對沼氣進行淨化。其最大缺點是吹脫氣量不易控制，維持其正常吹脫有一(yī)定困難。
- 外部吹脫法：隻對反應器(qì)出水(shuǐ)進行吹脫，去除H2S後将部分處理水(shuǐ)回流，可對進水(shuǐ)起到(dào)稀釋作用。出水(shuǐ)通(tōng)過一(yī)個(gè)外部吹脫柱循環更有效，加入鐵鹽對去除溶液中的硫化物(wù)十分有效。從(cóng)經濟角度考慮應投加三價鐵鹽，這樣會(huì)多(duō)去除50%的硫化物(wù)。但需注意，加入鐵鹽後，硫轉化為(wèi)FeS沉澱，會(huì)在厭(yàn)氧濾器(qì)，UASB，厭(yàn)氧接觸等工(gōng)藝中造成無機(jī)物(wù)積累。然而在外部吹托中采用投加鐵鹽并沉澱後出水(shuǐ)循環可以減輕這一(yī)問題。
* 通(tōng)入氧氣：有報(bào)道表明，在厭(yàn)氧出水(shuǐ)中通(tōng)入氧氣（空氣量相(xiàng)當于10%的沼氣産量），可以有效的去除沼氣中90%的H2S，而且所需費(fèi)用很低(dī)。但是該方法對設備和空氣管的設計要求很高(gāo)。
* 厭(yàn)氧脫硫出水(shuǐ)氣提分離過程受溶液pH影響很大：當廢水(shuǐ)pH條件(jiàn)控制在6.6以下(xià)時，廢水(shuǐ)硫化物(wù)分離效果可達到(dào)84%以上(shàng)；而溶液pH維持在7.0-7.5時，氣提效果還(hái)不足65%。由于厭(yàn)氧出水(shuǐ)基本呈中性，通(tōng)過投加酸調整pH值是不實際的，可以用淨化脫硫處理後富含CO2的沼氣為(wèi)吹脫氣源，借助CO2形成緩沖系統使系統的pH維持在一(yī)個(gè)比較理想的環境。試驗條件(jiàn)下(xià)，廢水(shuǐ)硫化物(wù)氣提去除效果可達80%以上(shàng)。

2. 生(shēng)物(wù)處理法-兩相(xiàng)厭(yàn)氧工(gōng)藝

厭(yàn)氧反應可以分為(wèi)水(shuǐ)解酸化和産甲烷兩個(gè)過程。根據兩個(gè)反應的微生(shēng)物(wù)種群差異設立兩個(gè)獨立的反應器(qì)，通(tōng)過控制運行條件(jiàn)保證兩類群的細菌在各自(zì)的反應器(qì)中獲得最佳的生(shēng)長(cháng)條件(jiàn)可以獲得較高(gāo)的處理能(néng)力和運行穩定性。在此基礎上(shàng)某些研究者提出将硫酸鹽還(hái)原作用控制在産酸階段與普通(tōng)的産酸過程同時完成然後令出水(shuǐ)中的硫化物(wù)全部去除并進入産甲烷反應器(qì)進行産甲烷反應這一(yī)設想已經由多(duō)位研究者的實驗結果證實為(wèi)可行。在酸性條件(jiàn)下(xià)産酸作用和硫酸鹽還(hái)原作用可以同時進行；将硫酸鹽還(hái)原作用控制在産酸階段具有以下(xià)優點：
* 發酵型細菌比産甲烷菌（MPB）能(néng)忍受較高(gāo)的硫化物(wù)濃度所以産酸作用可以與硫酸鹽還(hái)原作用同時進行不會(huì)影響産酸過程。
* 硫酸鹽還(hái)原作用與産甲烷作用分别在兩個(gè)反應器(qì)内進行避免了SRB和MPB之間的基質競争硫酸鹽還(hái)原作用的最終産物(wù)——硫化物(wù)如設法在兩相(xiàng)之間去除可不與MPB直接接觸不會(huì)對MPB産生(shēng)毒害作用而且大部分硫酸鹽已在産酸相(xiàng)中被去除同時又(yòu)有充足的甲烷前體物(wù)來産生(shēng)甲烷，保證了較高(gāo)的産甲烷率，形成的沼氣中H2S含量少，回收利用方便。

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