糖蜜酒精廢水是以糖蜜為原料進(jìn)行酒精發(fā)時更得廢水,屬含硫酸鹽的高濃度有機(jī)廢水,直接排放會造成嚴(yán)重的水污染〖1〗。目前,國內(nèi)外對糖蜜酒精廢水的治理方法有很多,其中研究與應(yīng)用較多的是厭氧生物處理。由于該類廢水中富含硫酸鹽,在厭氧消化過程中,硫酸鹽還原菌(SRB)會對產(chǎn)甲烷菌(MPB)產(chǎn)生基質(zhì)競爭性抑制;此外,硫化物對MPB和SRB還會產(chǎn)生毒性作用,導(dǎo)致微生物活性降低,處理效果惡化甚至完全被破壞〖2、3〗。
厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)是一種新型高效的厭氧反應(yīng)器,作為一種理想的多段分相、混合流態(tài)處理工藝,其較其他氧化工藝的優(yōu)越性大。目前,利用ABR處理硫酸鹽有機(jī)廢水的研究才剛剛起步〖4、5〗,且大都側(cè)重于COD/SO2-4值對ABR處理硫酸鹽有機(jī)廢水效果的影響,并未對啟動或運(yùn)行過程中各隔室的相分離特性進(jìn)行深入研究。筆者采用一個具有五隔室結(jié)構(gòu)的ABR反應(yīng)器處理糖蜜酒精模擬廢水,考察了啟動過程對COD和硫酸鹽的去除情況、各隔室揮發(fā)性脂肪(VFA)和硫化物的變化情況以及反應(yīng)器的相分離特性,以期為含硫酸鹽的有機(jī)廢水特別是糖蜜酒精廢水的處理提供技術(shù)支持。
1 試驗(yàn)材料與方法
1.1 試驗(yàn)裝置
ABR采用厚為5mm的有機(jī)玻璃板制成,尺寸為575mm×110mm×600mm,有效容積為31.63L。反應(yīng)器為5個隔室,每個隔室又由上、下流室(體積比為2:1)組成,通往上流室的折板下部邊緣由45°拐彎,其底端距ABR反應(yīng)器底板4cm,每個隔室側(cè)部都有取樣口,頂部設(shè)導(dǎo)氣口。通過蠕動泵控制進(jìn)水速率,采用熱水夾套保溫〖(30±1)℃〗。
1.2 試驗(yàn)用水與接種污泥
試驗(yàn)用水為人工合成的糖蜜酒精模擬廢水。以蔗糖為碳源、NH4HCO3為碳源、KH2PO4為磷源,COD:N:P=200:5:1;硫酸鹽為Na2SO4、(NH4)2SO4和MgSO4·7H2O的混合物;添加一定量的Fe、Cu、Co、Ni、Mn等微量元素;用Na2CO3調(diào)節(jié)pH值至7左右。接種污泥取自貴港糖廠內(nèi)循環(huán)(IC)反應(yīng)器,經(jīng)營養(yǎng)液浸泡3d后均勻加入各隔室的上流室,其濃度為75.8g/L,MLVSS/MLSS=0.7。接種污泥體積為反應(yīng)器有效容積的1/2。
1.3試驗(yàn)方法
通過改變進(jìn)水濃度與進(jìn)水流量來調(diào)整和控制反應(yīng)器啟動所需的容積負(fù)荷。在整個啟動階段,水力停留時間(HRT)為30~36h,進(jìn)水的COD和硫酸鹽濃度分別為(2000~4000)、(90~200)mg/L連續(xù)運(yùn)行92d。考察反應(yīng)器中COD和硫酸鹽的降解規(guī)律及各隔室VFA、pH、硫化物的變化規(guī)律。