COD/SO42-值对硫酸盐废水厌氧消化的影响

采用间歇试验方式,研究了COD/SO₄^2-值对硫酸盐废水厌氧消化的影响.试验结果表明,COD/SO₄^2-值是影响厌氧消化处理效果的主要参数.本试验中,COD/SO₄^2->15,硫酸盐还原作用对厌氧反应器影响甚微;COD/SO₄^2-=5-15时,硫酸盐还原作用对厌氧反应器产生轻度抑制,相对产甲烷率为79.2%-94.7%;COD/SO₄^2-=0.5-5时,反应器受中度抑制,相对产甲烷率为61.6%-79.2%;COD/SO₄^2-<0.5时,反应器受严重抑制.COD/SO₄^2-≥1时,相对产甲烷率与COD/SO₄^2-值之间有很好的线性关系.     

基质配比及硫酸盐对AnMBR产甲烷性能的影响

针对厌氧膜生物反应器污泥,研究了不同基质及硫酸盐对厌氧污泥产甲烷活性(SMA)及产甲烷潜能(BMP)的影响,阐述了硫酸盐还原及产甲烷过程的作用机制.结果表明:乙酸/丙酸比值为60%时,乙酸与丙酸的协同作用最佳,其厌氧污泥的SMA最快;乙酸/丙酸比值低于40%时,丙酸转化为乙酸的速率成为甲烷生成的限制因素,其厌氧污泥的SMA减缓;乙酸/丙酸比值高于60%时,SMA受到乙酸的抑制.在硫酸盐存在条件下,当COD/SO_4~(2-)-S20时,SMA和BMP均受到抑制,当COD/SO_4~(2-)-S10时,乙酸代谢受到抑制.从硫代谢情况来看,当COD/SO_4~(2-)-S25时,80%以上的硫酸盐转化为稳定价态的硫(H_2S,HS~-,S~(2-)),硫化氢对产甲烷菌产生抑制作用;当COD/SO_4~(2-)-S25时,仅有14%的硫酸盐转化为稳定价态的硫,硫酸盐还原菌因底物不足而活性受到抑制.     

COD/SO42-对青霉素菌渣厌氧消化影响

针对抗生素菌渣厌氧消化过程SO_4~(2-)的抑制问题,利用批试实验对不同COD/SO_4~(2-)比青霉素菌渣厌氧消化产气潜能以及产酸相物质利用特性进行了研究.结果表明,COD/SO_4~(2-)≥3时,微生物发生了适应性驯化,产气潜能在发酵10 d后逐渐恢复,累积产甲烷量(以TS计)超过208 m L·g-1,超过71%的COD转化为CH4;COD/SO_4~(2-)≤1.5时,产甲烷分别受到49%及完全抑制,有机物及SO_4~(2-)的去除率分别不足17%和5%,表明较高SO_4~(2-)负荷下产甲烷菌(MPB)及硫酸盐还原菌(SRB)同时发生抑制,COD平衡分析表明,转化为CH4的COD不足9.1%,而还原为SO_4~(2-)的COD保持在5.0%~9.0%,说明MPB比SRB对S2-的抑制更为敏感;S平衡分析表明,还原的SO_4~(2-)大部分以S2-的形式存在于发酵液中,少部分以H2S的形式存在于生物气中;产酸过程物质利用特性分析表明,溶解性蛋白质的甲烷化是在溶解性碳水化物甲烷化之后才开始.     

硫酸盐还原——甲烷化两相厌氧处理工艺中的回流比研究

以硫酸盐还原—产甲烷两相厌氧新型工艺处理含高浓度硫酸盐有机废水,气提塔出水的回流比的操作选择十分关键。根据、电离平衡理论及最佳工艺条件要求(液相中的C_L(H_2S)≥208mg/L,c(S~(2-))≤500mg/L)推导出估算回流比的模型为[Bc_0(SO_4~(2-))/1500-1]/η≤R≤[Bc_0(SO_4~(2-))(1.49×10~(pH-7) 1)~(-1)/588-1]/η。以该模型为依据处理SO_4~(2-)浓度为10000mg/L合成废水时,得到总COD去除率和总硫酸盐还原率分别为92.6％和97.6％。     

硫酸盐在厌氧生物过程中的行为 Ⅱ.硫酸盐还原行为及对体系抑制作用机理

采用半连续实验方法,研究了中温厌氧条件下硫酸盐的还原行为及产生抑制作用的机理.实验结果表明,SO_4~(2-)在厌氧体系中被硫酸盐还原菌(SRB)全部或部分还原为硫化物,其还原率与SO_4~(2-)累积加入浓度有关.还原产物的形态与体系中pH值有关,较高的pH值(7.6—8.4)使体系中H_3S含量下降.SO_4~(2-)对厌氧体系的抑制与SO_4~(2-)还原过程中SRB与产甲烷菌(MRB)的底物竞争及还原产物的毒性相关.前者受COD/SO_4~(2-)比值的影响,比值大于7,对厌氧体系只产生轻度抑制作用.而后者与沼气中H_2S含量有直接关系,沼气中H_3S含量小于40mg/L时,基本不产生抑制作用.     

硫酸盐还原作用对废水厌氧处理的影响

采用半连续流运行方式研究了硫酸盐还原作用对废水厌氧处理的影响。试验结果表明:当温度为35℃,pH为7.2～7.4时,进水COD/SO42-≥10,硫酸盐还原作用不致于对产甲烷菌产生严重抑制;进水COD/SO42-≥5,反应器能承受的COD负荷小于2.05kg/ (m3·d),超过这一负荷,反应器会发生严重抑制;进水COD/SO42-≥2,反应器能承受的COD负荷小于1.0kg/(m3·d)。进水COD/SO42-比值越小,反应器能承受的COD负荷越低。反应器污泥浓度高有利于硫酸盐废水的处理。      

常温下加装脱硫装置的MCAnMBR处理高硫酸盐有机废水试验

研究了加装脱硫装置的沼气循环厌氧膜生物反应器对含高硫酸盐有机废水的处理效能.在26~34℃的室温下,历时63d成功地启动了加装脱硫装置的MCAnMBR反应器.调试初期,通过调节气路平衡和采用甲醇驯化的方法有效解决了MCAnMBR反应器在处理高硫酸盐有机废水时存在的跑泥和pH上升问题.结果表明,当控制HRT为120 h,有机负荷(以COD计)为3.61~4.36 kg·(m~3·d)~(-1),pH为7.18~7.61时,在23.3~25.4℃的室温下,对含SO_4~(2-)浓度为650~5 800 mg·L~(-1)的有机废水处理效果极佳,出水COD浓度最低可至23 mg·L~(-1),COD总去除率稳定在96.23%~99.77%,SO_4~(2-)还原率可达83.83%~95.51%.说明加装脱硫装置可有效解决硫化物的次级抑制作用问题,且通过梯度试验发现本反应器处理高硫酸盐有机废水的上限为:COD浓度18 000~21 000mg·L~(-1)、SO_4~(2-)浓度9082~9600 mg·L~(-1),COD/SO_4~(2-)为2.     

COD/SO42-对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性的影响

为了考察COD/SO_4~(2-)值对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性的影响,文章采用五隔室厌氧折流板反应器(ABR),通过逐步降低COD/SO_4~(2-)值,研究了运行过程中各隔室COD和SO_4~(2-)的去除、挥发性脂肪酸(VFA)和硫化物的分布规律以及颗粒污泥活性变化情况。结果表明:(1)在COD/SO_4~(2-)值由12.5降至4.0的过程中,COD的去除主要由第3隔室承担,SO_4~(2-)的去除由第1隔室后移并波及到第1、2、3隔室,COD和SO_4~(2-)总去除率在90%左右;VFA主要在第1、2隔室产生,在第3隔室急剧下降,而硫化物的产生由第1隔室后移至第2隔室;第3隔室颗粒污泥保持较高的比产甲烷活性(SMA)和辅酶F_(420)含量,其平均值分别为55.23 mL CH4/(gVSS·d)和10.45μmol/L,第3、4隔室的颗粒污泥的脱氢酶活性(DHA)随COD/SO_4~(2-)值变化波动较大,同时出现胞外聚合物(EPS)的积累。(2)当COD/SO_4~(2-)值降至3.0,COD的去除主要由第4隔室承担,总去除率降低至40%,SO_4~(2-)的去除则后移并波及到第1、2、3、4隔室,总去除率最终稳定在90%左右;第3隔室VFA去除不明显,出现VFA积累,硫化物的产生后移至第3隔室;第3隔室颗粒污泥的DHA、SMA、辅酶F_(420)含量均急剧下降,其数值分别为0.278μmol TTC/(g·min)、6.84 mL CH_4/(gVSS·d)和5.71μmol/L,第4、5隔室颗粒污泥的DHA和SMA总体升高,但辅酶F_(420)含量和EPS浓度均降低。     

外源CO_2对污泥中温厌氧消化产甲烷性能的研究

以青岛某水产品加工厂剩余污泥为研究对象,研究了4组厌氧反应器的溶解性COD(s COD)、氨氮和p H变化情况及产甲烷量。结果表明,反应器曝气(CO_2∶N_2=1∶3混合气体)时甲烷日产量在第12天达到峰值62 mL,甲烷总产量为934 mL,比对照组提高了160%。投加碳酸氢钠时甲烷总产量为609 mL,比对照组提高了70%。厌氧消化反应结束后,4组反应器总氮(TN)含量分别占反应前总氮含量的96.29%、94.52%、85.09%和67.30%。4组厌氧消化过程氨氮浓度在102.8~209.5 mg/L之间,厌氧消化没有发生酸抑制现象。     

含硫酸盐有机废水处理问题的探讨

本文分析硫酸盐对厌氧生物处理的不利影响,即硫酸盐通过硫酸盐还原菌对厌氧发酵的第一次抑制作用和硫酸盐的还原产物——硫化氢对产甲烷菌的第二次抑制作用.讨论决定硫酸盐对厌氧生物处理影响程度的几个因素:进水COD/SO_4~(2-)、重金属离子浓度、消化液pH、厌氧污泥浓度等,并认为COD/SO_4~(2-)是其中最主要的因素;最后对处理该类废水的几种方法进行了综述.     

Characteristics of high-sulfate wastewater treatment by two-phase anaerobic digestion process with Jet-loop anaerobic fluidized bed

A new anaerobic reactor, Jet-loop anaerobic fluidized bed （JLAFB）, was designed for treating high-sulfate wastewater. The treatment characteristics, including the effect of influent COD/SO42 ratio and alkalinity and sulfide inhibition in reactors, were discussed for a JLAFB and a general anaerobic fiuidized bed （AFB） reactor used as sulfate-reducing phase and methane-producing phase, respectively, in two-phase anaerobic digestion process. The formation of granules in the two reactors was also examined. The results indicated that COD and sulfate removal had different demand of influent COD/SO4^2- ratios. When total COD removal was up to 85%, the ratio was only required up to 1.2, whereas, total sulfate removal up to 95% required it exceeding 3.0. The alkalinity in the two reactors increased linearly with the growth of influent alkalinity. Moreover, the change of influent alkalinity had no significant effect on pH and volatile fatty acids （VFA） in the two reactors. Influent alkalinity kept at 400-500 mg/L could meet the requirement of the treating process. The JLAFB reactor had great advantage in avoiding sulfide and free-H2S accumulation and toxicity inhibition on microorganisms. When sulfate loading rate was up to 8. 1 kg/（m^3.d）, the sulfide and free-H2S concentrations in JLAFB reactor were 58.6 and 49.7 mg/L, respectively. Furthermore, the granules, with offwhite color, ellipse shape and diameters of 1.0-3.0 mm, could be developed in JLAFB reactor. In granules, different groups of bacteria were distributed in different layers, and some inorganic metal compounds such as Fe, Ca, Mg etc. were found.     

COD/SO42-对硫酸盐有机废水处理效率的影响

以人工配制的含硫酸盐有机废水作为原水,研究不同COD/SO42-值下厌氧折流板反应器(ABR)处理含硫酸盐有机废水去除率.试验结果表明:当COD/SO42-＜14.8时COD的去除率可达95%,SO42-的去除率在86%～96%之间;当COD/SO42-在14.8～4.0之间时,COD的去除率有所下降但仍能保持在94%...     

Biological sulfate removal from acrylic fiber manufacturing wastewater using a two-stage UASB reactor

A two-stage UASB reactor was employed to remove sulfate from acrylic fiber manufacturing wastewater. Mesophilic operation (35±0.5℃) was performed with hydraulic retention time (HRT) varied between 28 and 40 hr. Mixed liquor suspended solids (MLSS) in the reactor was maintained about 8000 mg/L. The results indicated that sulfate removal was enhanced with increasing the ratio of COD/SO₄^2-. At low COD/SO₄^2-, the growth of the sulfate-reducing bacteria (SRB) was carbon-limited. The optimal sulfate removal efficiencies were 75% when the HRT was no less than 38 hr. Sulfidogenesis mainly happened in the sulfate-reducing stage, while methanogenesis in the methane-producing stage. Microbes in sulfate-reducing stage performed granulation better than that in methane-producing stage. Higher extracellular polymeric substances (EPS) content in sulfate-reducing stage helped to adhere and connect the flocculent sludge particles together. SRB accounted for about 31% both in sulfate-reducing stage and methane-producing stage at COD/SO₄^2- ratio of 0.5, while it dropped dramatically from 34% in sulfate-reducing stage to 10% in methane-producing stage corresponding to the COD/SO₄^2- ratio of 4.7. SRB and MPA were predominant in sulfate-reducing stage and methane-producing stage respectively.     

高效硫酸盐还原菌的分离及特性研究

采用叠皿夹层法,从糖蜜酒精废水厌氧反应器的污泥中分离出一株硫酸盐还原菌,命名为SRB-22。该菌株的菌体形态呈杆状和弧状,革兰氏染色阴性,属于兼性厌氧菌,初步确定为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。在不含Fe2+的培养基中,菌株4h后进入对数生长期,32h达到生长最高峰。探讨了SO42-初始浓度、COD/SO42-比值、Fe2+初始浓度对SRB-22硫酸盐去除率的影响,结果表明:在一定浓度范围内,SO42-初始浓度越大,菌株完全去除SO42-所需时间也越长,当SO42-浓度大于6g/L时,菌株对SO42-的去除率明显降低;随着COD/SO42-比值的增加,SO42-的去除率呈上升的趋势,COD/SO42-值达到2.4时,培养5d后即可较好地还原SO42-;在一定浓度范围内,随Fe2+初始浓度的增大,SO42-的去除率增加。当Fe2+浓度达到1.0g/L以上,SO42-的去除率迅速下降。     

ABR反应器中COD/SO_4~(2-)值和硫酸盐负荷对SO_4~(2-)去除影响

利用厌氧折流板反应器,分别考察了反应器启动,及不同COD/SO42-比值和硫酸盐负荷对模拟废水中SO42-去除的影响。实验在(32±0.1)℃,pH为6.0⁶.5的条件下连续运行。结果表明:ABR经过约90 d的启动驯化阶段后,进水硫酸盐及COD浓度分别为1 500 mg/L和3 000 mg/L,水力停留时间为12 h条件下,硫酸盐去除率达到了92%。固定COD/SO42-比值为2.5时,随着进水SO42-浓度的增加(1 5006.5的条件下连续运行。结果表明:ABR经过约90 d的启动驯化阶段后,进水硫酸盐及COD浓度分别为1 500 mg/L和3 000 mg/L,水力停留时间为12 h条件下,硫酸盐去除率达到了92%。固定COD/SO42-比值为2.5时,随着进水SO42-浓度的增加(1 500³ 500 mg/L),SO42-去除率逐渐下降,最低为60%,相反SO42-去除速率随着硫酸盐浓度的增加而增加,最大为7.98 kg(/m3.d);维持恒定的硫酸盐浓度(1 500 mg/L),逐渐缩短水力停留时间以提高反应器中硫酸盐负荷,SO42-去除率呈现先上升后下降的复杂变化趋势,当水力停留时间为6 h时,SO42-去除率达到最大;随着COD/SO42-比值的提高,硫酸盐去除能力增强,且反应体系对硫酸盐负荷的耐受能力也逐渐增强。     

SO_4~(2-)对SRB颗粒污泥性能的影响

文章利用取自厌氧折流板反应器中的硫酸盐还原菌(SRB)颗粒污泥,通过间歇试验,研究了不同质量浓度的SO42-对SRB颗粒污泥性能的影响。结果表明,当SO42-质量浓度为2000mg/L,COD与SO42-质量浓度的比值ω(COD)/ω(SO42-)=2时,SRB颗粒污泥的活性最高,此时系统比产甲烷活性(SMA)为406.2mL/g·d,SO42-的去除率达93.4%,Cu2+的去除效率高达97.1%,且Cu2+的去除率与SO42-的还原率呈正相关关系;而ω(COD)/ω(SO42-)=2～4时,COD去除率稳定在88.8%以上,最大去除率在ω(COD)/ω(SO42-)=2.7处。     

两相UASB反应器处理含高浓度硫酸盐废水

以人工合成硫酸盐废水为基质,采用硫酸盐还原--气提脱硫--甲烷化的串联工艺,考察了硫酸盐还原相反应器和气提脱硫反应器的处理效果,并探讨了整个串联工艺系统的最佳工艺条件.结果表明:(1)硫酸盐还原相中SO2-4负荷在回流比为15:1的情况下可达到10.5kg SO2-4/(m3·d),同时对SO2-4的还原率保持在80%...     

厌氧折流板反应器处理糖蜜酒精废水的研究

为探究厌氧折流板反应器(ABR)对糖蜜酒精实际废水的处理效果,该实验采用已成功处理人工模拟糖蜜酒精废水的ABR,研究了该反应器处理糖蜜酒精工业废水过程中COD和SO42-的去除效果,以及各隔室VFA、pH和S2-的分布规律。实验结果表明,反应器处理糖蜜酒精工业废水,在30 d内达到稳定,COD和SO42-负荷分别为4.8 kg/(m3.d)和0.32 kg/(m3.d),COD和SO42-的去除率分别为83%和98%。反应器内各隔室挥发性脂肪酸(VFA)浓度变化规律与pH值变化规律一致,各隔室硫化物(S2-)浓度较低,其中第4、5隔室的S2-浓度低于40 mg/L。反应器内微生物菌群仍能保持处理模拟废水时形成的多相(产酸硫酸盐还原相和生成硫单质产甲烷相)分离特征,保证了ABR对实际工业废水的处理效率。