申请日2003.09.04
公开(公告)日2004.08.25
IPC分类号C02F3/28; C02F1/70; C02F3/10
摘要
硫酸盐有机废水乙醇型发酵生物脱硫方法，它涉及厌氧微生物处理硫酸盐有机废水中，在同一个构筑物内实现产酸发酵和以硫酸盐还原为目的的脱硫方法。它按以下步骤进行：1.采用连续流完全混合搅拌槽式反应器，并在反应器中加入活性炭填料;2.对活性污泥进行驯化;3.乙醇型发酵生物脱硫反应系统的启动：启动时，进水用糖蜜和硫酸钠配制而成，COD为3200～3600mg/L、SO42-为640～680mg/L，20天启动完成;4.反应器运行控制：控制pH值6.2～6.9、碱度1400～1600mg/L和HRT6.2～10.6h，系统可稳定运行。它解决了目前在处理硫酸盐有机废水中，难以提高硫酸盐还原菌处理能力的问题。
権利要求書
1、硫酸盐有机废水乙醇型发酵生物脱硫方法，其特征在于它按以下步骤 进行：(1)、采用连续流完全混合搅拌槽式反应器，并在反应器中加入活性炭 填料;(2)、活性污泥的驯化：选择含兼性和厌氧微生物的活性污泥为种泥， 将种泥放入容器中与活性炭混合，用糖蜜和硫酸钠配水培养驯化，上述配水 中COD浓度为2800～3200mg/L，SO4 2-浓度为1800～2200mg/L，在培养驯化 过程中控制pH值4.5-5.3，并每隔3～5天搅拌一次，每隔5～10天换一次水， 驯化25～33天后有硫化氢产生现象，泥水混合液底部的氧化还原电位ORP 为-200～-250mV，驯化完成;(3)、乙醇型发酵生物脱硫反应系统的启动：反 应器启动时，进水用糖蜜和硫酸钠配制而成，COD为3200～3600mg/L、SO4 2- 为640～680mg/L，保持COD/SO4 2-=(4～6)∶1，第1～10天进水流量9～11L/ 天，HRT为25.9～21.2小时;第11天以后提高流量到20～24L/天，HRT为 11.6～9.7小时，反应器运行到20天后，ORP稳定在-320～-300mV，SO4 2-去 除率达80～90%，出水中S2-浓离达1.8～2.2mmol/L，出水pH值为5.5-6.0， 反应器启动完成;(4)、反应器的运行控制：控制pH值在6.2～6.9和碱度1400～ 1600mg/L下使反应系统运行;控制COD/SO4 2-值=2.5～3.5∶1时，底物乙醇 完全利用，同时保证硫酸根去除率达80～90%;SRB充分利用酸化产物乙醇 的HBT为6.2～10.6h。
2、根据权利要求1所述的硫酸盐有机废水乙醇型发酵生物脱硫方法，其 特征在于上述过程所用的活性炭为颗粒状，粒径0.3～0.5mm。
说明书
硫酸盐有机废水乙醇型发酵生物脱硫方法
技术领域：本发明涉及厌氧微生物处理硫酸盐有机废水中，在同一个构 筑物内实现产酸发酵和以硫酸盐还原为目的的脱硫方法。
背景技术：制糖、制药、食品加工等企业的工业废水中含有大量的硫酸盐 和碳水化合物，对此类硫酸盐废水进行微生物脱硫处理的方法和工艺已有许 多报道，典型的处理工艺包括传统的厌氧消化法、两相、三相甚至四相串联 工艺。这些处理工艺中，利用硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，SRB) 还原硫酸盐的单元是各个工艺的首要环节。对这一环节来讲，最简单经济的 处理方法是利用产酸相实现硫酸盐的还原。产酸脱硫反应器在功能上实现了 产酸发酵和硫酸盐的还原作用。在产酸脱硫系统中，主要存在两大菌群—— 产酸菌(Acidogenes，AB)和硫酸盐还原菌。含硫酸盐和碳水化合物的废水进 入产酸脱硫系统后，产酸菌首先将碳水化合物发酵为小分子产物，然后硫酸 盐还原菌利用其中的某些发酵产物还原硫酸盐。在产酸脱硫系统中产酸菌不 同的发酵类型会产生不同的发酵产物，而硫酸盐还原菌对不同发酵产物(或 称底物)利用能力上存在较大差异，所以，如何控制产酸菌的发酵类型以达 到为硫酸盐还原菌提供更多适宜底物的问题，已成为提高硫酸盐还原效果的 瓶颈技术。但是，目前尚无产酸脱硫系统中产酸菌发酵类型的研究报道，特 别是控制产酸菌发酵类型以提高硫酸盐还原菌处理能力的研究更未见报道。
发明内容：为解决目前在处理硫酸盐有机废水中，难以提高硫酸盐还原 菌处理能力的问题，本发明提供一种硫酸盐有机废水乙醇型发酵生物脱硫方 法。本发明的方法按以下步骤进行：(1)采用连续流完全混合搅拌槽式反应器， 并在反应器中加入活性炭填料;(2)活性污泥的驯化：选择含兼性和厌氧微生 物的活性污泥为种泥，将种泥放入容器中与活性炭混合，用糖蜜和硫酸钠配 水培养驯化，上述配水中COD浓度为2800～3200mg/L，SO4 2-浓度为1800～ 2200mg/L，在培养驯化过程中控制pH值4.5～5.3，并每隔3～5天搅拌一次， 每隔5～10天换一次水，驯化25～33天后有硫化氢产生现象，泥水混合液底 部的氧化还原电位ORP为-200～-250mV，驯化完成;(3)乙醇型发酵生物脱硫 反应系统的启动：反应器启动时，进水用糖蜜和硫酸钠配制而成，COD为 3200～3600mg/L、SO4 2-为640～680mg/L，保持COD/SO4 2-=(4～6)∶1，第1～ 10天进水流量9～11L/天，HRT为25.9～21.2小时;第11天以后提高流量到 20～24L/天，HRT为11.6～9.7小时，反应器运行到20天后，ORP稳定在-320～ -300mV，SO4 2-去除率达80～90%，出水中S2-浓度达1.8～2.2mmol/L，出水 pH值为5.5～6.0，反应器启动完成;(4)反应器的运行控制：控制pH值在6.2～ 6.9和碱度1400～1600mg/L下使反应系统运行，且系统抗酸度冲击能力较强; 控制COD/SO4 2-值=2.5～3.5∶1时，底物乙醇完全利用，同时保证硫酸根去除 率达80～90%;SRB充分利用酸化产物乙醇的HRT为6.2～10.6h;在保证硫 酸根去除率不低于80%时，系统的COD容积负荷可达21.72Kg·COD/m3·d、 SO4 2-容积负荷可达7.58Kg·SO4 2-/m3·d。上述过程所用的活性炭为颗粒状， 粒径0.3～0.5mm。在产酸脱硫系统中，通过控制污泥的驯化方法和反应器的 启动与运行条件，将产酸相控制为乙醇型发酵，硫酸盐还原菌利用乙醇型发 酵产物氢气和乙醇还原硫酸盐，达到了在一个构筑物中实现产酸发酵和硫酸 盐还原的目的。利用乙醇型发酵进行生物脱硫有两方面优势：1.可以使产酸脱 硫系统中产酸菌与硫酸盐还原菌形成相互依存的生态机制。一方面，产酸菌 为硫酸盐还原菌提供底物。产酸菌乙醇型发酵的特征是发酵产物为氢气和以 乙醇、乙酸为主的挥发酸，实验表明，产酸脱硫系统中硫酸盐还原菌最容易 利用的底物是氢气，容易利用的底物是乙醇和乳酸，较难利用丙酸、丁酸和 乙酸(即底物利用顺序为：氢气>乙醇、乳酸>>丙酸、丁酸>乙酸)。产酸 菌乙醇型发酵为硫酸盐还原菌提供了非常适宜的底物——氢气和乙醇，所以， 产酸菌乙醇型发酵是硫酸盐还原菌需要的发酵类型;另一方面，硫酸盐还原 菌迅速地利用掉产酸菌的发酵产物，减少了发酵产物对产酸菌活性的抑制， 利于产酸菌保持稳定的乙醇型发酵。产酸脱硫系统中产酸菌与硫酸盐还原菌 形成这种相互依存的生态机制，有利于产酸脱硫系统的稳定运行。2.硫酸盐 还原菌将产酸菌乙醇型发酵的产物乙醇转化为乙酸，是后续产甲烷相非常适 宜的底物。
