含硫酸盐废水厌氧处理的技术策略及优化研究

创业   2024-08-05 15:51   山东  

含硫酸盐废水的厌氧处理是一个复杂且需要精细控制的过程,主要涉及硫酸盐还原菌(SRB)的活动及其产物硫化氢(H2S)的管理。以下是对该过程的一个详细阐述:

含硫酸盐废水厌氧处理概述  

含硫酸盐废水主要来源于采矿、发酵、制药、轻工等行业。这些废水中高浓度的硫酸盐(SO4²⁻)在厌氧条件下,会被硫酸盐还原菌(SRB)还原为硫化氢(H2S),这一过程被称为硫酸盐还原作用。然而,H2S对厌氧系统中的产甲烷菌(MPB)等微生物具有抑制作用,可能导致处理效率下降和甲烷产量减少。

厌氧处理中的问题  

1.甲烷产量减少:废水中的有机物部分用于SO4²⁻的还原,无法完全转化为CH4,降低了厌氧反应器的甲烷产量。

2.H2S的抑制作用:游离的H2S对产甲烷菌、产酸菌及硫酸盐还原菌均有抑制作用,影响处理效率。

3.COD去除率降低:存在于厌氧出水中的H2S增加COD值,降低COD去除率。

4.环境污染:释放的H2S气体不仅引起恶臭,还可能污染环境,甚至导致中毒事件。

5.设备腐蚀:转移到沼气中的H2S会引起沼气利用设备的腐蚀,增加额外投资或运行费用。    

厌氧处理中硫酸盐和H2S的控制技术  

物理化学法  

1.稀释废水中的硫酸根通过加水降低废水中硫酸根浓度,但这种方法通常只适用于低浓度硫酸盐废水。

2.调高pH值增加pH值会改变H2S到HS⁻的电离平衡,降低未解离H2S的浓度,减轻抑制作用。

3.气体吹脱法

o内部吹脱法:利用厌氧反应器中产生的沼气(甲烷)进行气提,去除硫化物,但吹脱气量不易控制。

o外部吹脱法:对反应器出水进行吹脱,加入铁盐形成FeS沉淀,有效去除硫化物。

o预吹脱法:对于含有H2S或SO3²⁻的废水,直接通过气体吹脱去除。

生物法  

l分相厌氧消化法:设立两个独立的反应器,分别进行预酸化和硫酸盐还原阶段及产甲烷阶段。通过分别控制运行条件,保证两类群细菌在各自反应器中获得最佳的生长条件,提高整体处理能力和稳定性。

l生物截留技术:利用生物截留技术使不同类型的菌种在厌氧处理流程中合理分布,SRB先还原SO4²⁻,H2S部分脱除后开始产甲烷。

特定技术案例  

l铁碳微电解技术:在第一厌氧反应器中将SO4²⁻还原为H2S,再经过铁碳微电解反应池形成FeS沉淀,去除大部分硫酸盐,保护第二厌氧反应器中的产甲烷过程。

l高温厌氧工艺:在高温下,H2S溶解度低,不易在水相中积存,同时可能减少高温下的SRB菌属,从而减轻硫化氢的抑制作用。    

结论  

含硫酸盐废水的厌氧处理需要综合考虑硫酸盐还原作用及其产物H2S的影响,采取多种物理化学和生物方法相结合的方式,以实现高效、稳定的废水处理。未来,随着技术的不断进步和工艺的优化,含硫酸盐废水的厌氧处理将更加高效、环保。    

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