劉先樹,丁桑嵐,劉敏
近年來,煙氣的微生物脫硫技術與含硫酸鹽廢水的厭氧處理工藝迅速發展,產生大量的硫化物留在廢水中,對環境造成嚴重危害。本文采用人工合成的含硫廢水來模擬含硫酸鹽廢水生物還原反應器的出水,研究以活性炭為載體的好氧內循環三相流化床反應器去除硫化物并將其轉化為單質硫的工藝特性,對生物脫硫的效果及主要影響因素進行研究,控制條件使硫化物主要被氧化成單質硫從而對其進行回收。
1 材料與方法1.1 試驗裝置采用內循環三相好氧流化床反應器處理含硫廢水。反應器材料為有機玻璃,總容積為10L,外筒下部高1000mm,外徑100mm;上部高300mm,外徑200mm;內筒高850mm,外徑65 mm。上部與下部筒體連接處的錐度為45°。反應器上部設導流筒防止載體流失,下部安裝微孔曝氣砂頭。試驗選用粒徑為0.4~0.8mm 的顆粒活性炭做載體,堆積密度為650 kg·m-3。1.2 試驗廢水整個試驗階段,為了更好地控制研究條件,采用人工合成廢水作為處理對象。用Na2S 配制含硫化物廢水,以葡萄糖作為微生物生長碳源,加尿素、NaH2PO4以保證微生物生長,配制比例為COD:N:P=100:5:1,馴化階段加入微生物生長需要的微量元素。1.3 分析項目及測試方法COD:5B-3C 型COD 快速測定儀;硫酸根離子:鉻酸鋇光度法;溶解硫化物:PAg/S-1 型銀硫電極法;氣體中H2S 濃度:醋酸鋅吸收碘量法;溶解氧:碘量法;pH:E-201-C 型pH 復合電極。1.4 啟動方式目前,生物膜反應器的掛膜廣泛采用的方法有密閉循環法和快速排泥掛膜法,但密閉循環法掛膜需要設置循環池和循環泵,而且需要較多的接種污泥,操作不方便。因此,本研究為了縮短啟動時間,采用快速排泥掛膜法。取實驗室自行培養的活性污泥(MLVSS為2.48 g·L-1)4 L 與400 mL 活
2 結果與討論流化床連續進水4 d 后,載體表面開始有生物膜生長,此后15 d 內,反應器的水力停留時間(HRT)從3.7h 降低到1 h,進水硫化物(S2-)從50mg·L-1提高到120mg·L-1,進水COD 控制在250~300 mg·L-1之間,曝氣量從75L·h-1 提高到90L·h-1,進水pH 控制在7.5~8.5之間。反應器運行到第19 d 時,HRT 為1 h,COD 和硫化物負荷分別為7.5kg·m-3·d-1和3.0kg·m-3·d-1,去除率分別為78.3%和92.62%,出水為乳白色渾濁狀,生成了膠體狀的單質硫顆粒,出水pH 升高0.5 左右。同時,根據顯微鏡觀察,發現生物膜結構由絲狀菌和菌膠團組成,微生物相對比較豐富,說明生物膜馴化成功。從第20 d 起反應器正常運行,開始正式試驗。
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