两相厌氧反应器和微电解反应池组成的除硫酸盐的新工艺

　摘要：本文提出了一种处理硫酸盐废水的新工艺，它主要由两相厌氧反应器和微电解反应池组成，利用硫酸盐还原菌(SRB)将SO₄^2-还原成硫化物，再经过微电解反应池与Fe²⁺结合生成FeS沉淀，以去除大部分硫酸盐，致使后一厌氧反应中产甲烷过程不受抑制。
　　0.引言 
　　近年来，由于轻工、制药等行业的发展造成了大量的含高浓度硫酸盐的工业废水急需处理，如硫酸盐法造纸废水、柠檬酸废水等。工业有机废水中由于硫酸盐的存在而产生的主要问题包括：高浓度的硫酸盐对产甲烷菌(MPB)产生强烈的抑制，致使消化过程难以进行；其次大量的硫酸盐废水被排入已污染严重的水体中，不仅会产生具有恶臭味和腐蚀性的硫化氢，而且直接危害人体健康和影响生态平衡。本文提出了一种处理硫酸盐废水的新工艺，它主要由两相厌氧反应器和微电解反应池组成，利用硫酸盐还原菌(SRB)将SO₄^2-还原成硫化物，再经过微电解反应池与Fe²⁺结合生成FeS沉淀，以去除大部分硫酸盐，致使后一厌氧反应中产甲烷过程不受抑制。 
　　1.工艺的比较与评价 
　　对于含硫化物和硫酸盐废水以往的处理方法主要有：考试大环保工程师，值得您收藏的好站点！
　　(1)控制pH值
　　消化液的pH值影响H₂S的离解程度。在厌氧消化中起抑制作用的硫化物主要是未电离的H₂S。当pH值升高时，未电离的H₂S浓度降低，从而其毒性也相应降低；一 般认为，pH值在7.5～8.0范围内较为适宜。 
　　(2)两段厌氧消化工艺
　　采用两段厌氧消化工艺，在第一阶段控制产酸菌适宜的环境条件，产物以低级脂肪酸和H₂S为主，出水经脱H₂S装置脱除H₂S，在第二阶段进行以甲烷为主要产物的甲烷发酵。 
　　(3)投加SRB抑制剂　主要是抑制SRB的活性，使得正常参与产氢产乙酸过程的细菌数量减少。 
　　对于第(1)种方法，控制pH值是很困难的，也很繁琐，因为这需要时刻监测，并且要求控制得非常精确。这种方法很难推广，且药剂用量大，运行费用较高。第(2)种方法，目的是在第二段厌氧处理前去除硫酸盐，这取决于前一段厌氧体系的还原能力和厌氧体系的运转状况。由于除H₂S装置复杂，实际操作困难，处理效果无法保证。第(3)种方法，投加抑制剂　虽然抑制了H₂S的生成量，但也同时抑制了MPB的活性，使甲烷的产量降低。 
　　以上几种工艺都有各自的弊病和实际操作困难等缺点，有必要提出一种更为实用的新工艺。该工艺是将两相厌氧反应器和微电解组合，主要利用硫酸盐还原菌(SRB)将硫酸盐还原成硫化物，再经过微电解反应池使之与Fe²⁺结合生成FeS沉淀去除大部分硫酸盐，致使后一厌氧反应器产甲烷过程不受抑制，同时增加回流设施，提高硫酸盐的转化率。新工艺的流程如图1所示。 
　　（1）粗细格栅（2）混凝沉淀池（3）第一微电解反应池（4）沉淀池 （5）第一厌氧反应器（6）第二微电解反应池（7）第二厌氧反应器 
　　2.新工艺的特点和原理 
　　2.1.特点 
　　整个工艺的目的是将厌氧反应分两个阶段进行，从而有效地去除硫酸盐，提高可生化性， 降低COD与BOD。第一厌氧反应器使硫酸盐转变成硫化物，然后，硫化物在第二微电解池中被 去除。出水硫化物的去除消除了对MPB的次级抑制，为有机物在第二厌氧反应器中的厌氧消化创造了一个适宜的条件。此外，工艺中增 加了回流设施，主要是考虑当进水中含有较高的硫酸盐时，回流可使硫酸盐浓度降低，同时 提高了硫酸盐的还原率。 
　　2.2.原理 
　　2.2.1.第一微电解反应池根据金属材料在水溶液中的腐蚀理论可知，任何形式的腐蚀必发生在电极之间，且两电极 之间存在电流通过。铸铁是铁与碳的合金，因此铸铁屑浸于水中时，就构成了完整的电路， 在它的表面上就有电流。电流在成千上万个细小的微电池内流动，纯铁成为阳极被腐蚀，而 碳成为阴极。在酸性条件下，主反应如下： 
　　阳极反应：Fe^_－2eFe²⁺ 
　　阴极反应：2H⁺＋2eH₂↑ 
　　本工艺对第一微电解反应池曝气，目的是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺　，则发生氧化 还原反应： 
　　4Fe²⁺＋O₂＋2H₂O₄Fe₃+＋4OH^-(曝气氧化) 
　　Fe³⁺＋3OH^-Fe(OH)₃↓(中和絮凝) 
　　新生态的Fe³⁺经石灰中和后，生成的Fe(OH)₃是胶体凝聚剂，它的吸附能力高于一般药剂水解法得到的Fe(OH)₃的吸附能力，这样污水中原有的悬浮物以及通过微电解产生的不溶物和构成色度的有机物可被吸附凝聚。  环保工程师考试 环保工程师　专业知识　专业知识辅导

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