硫酸鹽廢水處理中的厭氧技術

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工業廢水中硫酸鹽的來源

一、來自采礦廢水

在我國的（de）礦山（shān）資源中，煤礦、硫鐵礦和多金屬硫化礦是主（zhǔ）要的存（cún）在形式。在采礦過程中，礦石中的硫及硫化物在氧化作（zuò）用（yòng）下（xià）形成硫酸鹽。這（zhè）種礦山廢水中硫酸鹽的濃度通常（cháng）大於1000mg/L，但由於廢水中有（yǒu）機物含量較低，生化（huà）法處理可能並不適用。

二、來自工業生產廢水

一些發酵、製（zhì）藥、輕工行業在生產過（guò）程中，通常會加入硫酸、亞硫酸及其鹽類的輔助原料（liào）。這導致生產廢（fèi）水中往往含有大量的硫酸根。這些（xiē）廢水除了含有高濃度的硫酸根，通常（cháng）還含有較高的有機（jī）質。這類廢（fèi）水通常需要用生化法進行處理，並經常用到厭氧生化處理工藝。

三（sān）、厭氧處理中硫酸鹽和H2S的（de）控製技術

1. 物理化學法
* 稀釋廢水中的硫酸根：通過增加（jiā）廢水體積，降低硫酸根的濃度。
* 調（diào）高pH值：H2S的電離常數大約為6.8-7.0，與厭氧反應（yīng）器的運行pH值相近。增加pH值會（huì）顯著改變H2S到HS-的電離。每提高0.3pH單位，HS-與H2S的比值增加一倍，從而降低氣體以（yǐ）及液體中的（de）未解離H2S濃度，最終起到降低抑製性的作用。
* 氣體吹脫（tuō）法（fǎ）：利用pH值較低時，大部分硫化物將以H2S的形式存在的性質。有研究者發現在單項厭氧處理係統中安（ān）裝循環氣體（tǐ）吹脫裝（zhuāng）置，可以（yǐ）將硫化物吹（chuī）脫，以減輕對產甲烷過程的抑製作用。主要（yào）吹脫工藝有兩（liǎng）種：
- 內部吹（chuī）脫法：在厭氧反應器（qì）中（zhōng）產生的沼氣通過氣提作用去除硫化物，再對沼氣進行淨化。其（qí）最大（dà）缺點是吹脫氣量不易控（kòng）製，維持其正（zhèng）常吹脫有一定困難。
- 外部吹脫法（fǎ）：隻對反應器出水進行（háng）吹脫（tuō），去除H2S後將部分處理水回流，可對進水起到（dào）稀釋作用。出水通過一個外部吹脫柱循環更有效，加入鐵鹽對去除溶液中的硫化物十分有效。從（cóng）經濟角度考慮應投加三價鐵鹽，這樣會多去除50%的硫化物（wù）。但需注意，加（jiā）入鐵鹽後，硫轉化為FeS沉澱，會在厭氧濾器，UASB，厭氧接觸等工藝中造成無機物積累。然而在外部吹托中采用投加（jiā）鐵鹽並沉澱後出水循環可以（yǐ）減輕這一問題。
* 通（tōng）入氧（yǎng）氣：有報（bào）道表明，在（zài）厭氧出水（shuǐ）中通入氧氣（空（kōng）氣量相當於10%的沼氣產量），可以有效的（de）去除沼氣中90%的H2S，而且所需費用（yòng）很低。但是該方法（fǎ）對設備（bèi）和空氣管（guǎn）的設計要求很高。
* 厭氧脫硫出水（shuǐ）氣提分離過程受溶液pH影響很大：當廢水pH條件控製在6.6以下時，廢水硫化物分（fèn）離效果可達到84%以上；而溶液pH維（wéi）持在7.0-7.5時，氣提效果還不足65%。由於厭氧出水基本呈中性，通過投加酸調整pH值是不實（shí）際的（de），可以用淨化脫（tuō）硫處理後富含（hán）CO2的沼氣為（wéi）吹脫氣源，借助CO2形成緩衝係統使係統的pH維持在一（yī）個比較理想的環境。試驗條件下，廢水（shuǐ）硫（liú）化（huà）物氣（qì）提去除效果可達（dá）80%以上。

2. 生物處理法（fǎ）-兩相（xiàng）厭氧工藝

厭氧反應可以分為水（shuǐ）解酸化和產甲烷兩個過（guò）程（chéng）。根據兩個反應的微生物種群差異設（shè）立兩個獨立的（de）反應器，通過控製運行條件保證兩類群的細菌在各自的反應器（qì）中獲得最佳的生長條件可以獲得較高的處理能力和運行穩定性。在此基礎上某些研究者提出將（jiāng）硫酸鹽還原作（zuò）用控製在產酸階段與普通（tōng）的產酸（suān）過程同時完（wán）成然後令出（chū）水中的硫（liú）化物全部去（qù）除並進入產甲（jiǎ）烷反應器進行產甲烷反應這一設想已經由多位（wèi）研究者的實驗結果證實為可行。在酸性條件下產酸作用和硫酸鹽還原作用（yòng）可（kě）以同時進行；將硫酸鹽還原作用控製在產（chǎn）酸階段具有以下優點：
* 發酵型細菌（jun1）比產甲烷菌（MPB）能忍受較（jiào）高的（de）硫化物濃度所以產酸作用可（kě）以與硫酸鹽還原作用同時進行不會影（yǐng）響產酸過程。
* 硫酸鹽還原作用與產甲烷作用分別在兩個（gè）反應器內進行避免了SRB和MPB之間的基質競爭硫（liú）酸鹽還原作用的最終產物——硫化物如設法在兩相之間（jiān）去除可不與MPB直接接觸不會對MPB產生毒（dú）害作用而且大部分硫酸鹽（yán）已（yǐ）在產酸（suān）相中被去除同（tóng）時又有充足（zú）的甲烷前體物來產生甲烷（wán），保（bǎo）證了較高的（de）產甲烷率，形成的（de）沼（zhǎo）氣中H2S含量少，回收利用方便。

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