[发明专利]一种酸性高硫酸盐有机废水的处理工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种酸性高硫酸盐有机废水的处理工艺及其装置。

背景技术

酸性高硫酸盐有机废水涵盖化工、制药、造纸、食品加工、采矿等多个行业，比如黄姜皂素废水、味精废水、酵母废水、硫酸盐工艺造纸废水、抗生素(青霉素、土霉素、麦迪霉素等)废水、酸性矿山废水、部分化工废水等。硫酸盐废水进入地表水会导致水体酸化，影响水生生物的生长；污染土壤，造成土壤板结，破坏土壤的生态平衡；硫酸盐还原产生的H₂S等恶臭气体从水体逸出至大气中，造成大气污染。因此，含硫酸盐废水尤其是高浓度硫酸盐的有机废水的处理具有重要意义，开发有效适用的酸性高硫酸盐有机废水处理工艺是环保领域的关注热点。

通常采用生物法处理有机废水，且多采用厌氧生物法处理高浓度有机废水。若废水中含有硫酸盐，在厌氧条件下，SO₄^2-在硫酸盐还原菌(SulfateReducingBacteria，简称SRB)作用下还原为S^2-，并与水中的H⁺结合成H₂S。常见含硫化合物的生物毒性顺序如下：H₂S>S^2->SO₃^2->S₂O₃^2->SO₄^2-，H₂S对微生物具有较强的抑制和毒害作用，尤其是对产甲烷菌(MethaneProducingBacteria，简称MPB)产生的抑制作用将降低厌氧消化处理的效果。硫酸盐还原菌与产甲烷菌存在基质竞争关系，当废水中硫酸盐浓度较高而碳源相对不足时，即COD/SO₄^2-<5时，SO₄^2-促进硫酸盐还原菌生长，从而使硫酸盐还原菌占据优势，产甲烷菌受到抑制，影响厌氧处理效果。因此一般要求厌氧反应器中SO₄^2-浓度小于2000mg/L，COD/SO₄^2-≥10，S^2-浓度小于150mg/L。此外厌氧出水进入好氧处理系统的S^2-含量过高，不仅对好氧微生物有毒害作用，而且大量消耗溶解氧，使供氧量不足，影响好氧生化处理效果。

要消除SO₄^2-和S^2-对厌氧和后续好氧系统产生的不利影响，必须设法降低废水中SO₄^2-和S^2-的浓度，常采用的方法如下：

(1)投加石灰生成CaSO₄沉淀，去除废水中部分SO₄^2-，适用于酸性废水的处理。由于CaSO₄微溶，去除率较低，且产生大量石灰渣和污泥；

(2)投加钡盐产生BaSO₄沉淀，沉淀效果好，去除率高，但钡盐具有毒性，且运行费用高，产泥量大，易造成二次污染；

(3)采用两段厌氧处理工艺，一段厌氧反应主要为水解酸化段，二段厌氧反应段主要为产甲烷段，该工艺在一定程度上减轻S^2-和硫酸盐还原菌对厌氧产生的影响，但系统产生的大部分S^2-仍存在于污水中，处理效果有限；

(4)投加抑制剂，如钼酸盐、砷酸盐等，通过抑制硫酸盐还原菌还原硫酸盐过程中部分酶的活性，从而抑制硫酸盐还原菌还原SO₄^2-的能力。虽有一定效果，但投加量不易掌握，运行费用高，且过量的抑制剂对产甲烷菌等其他微生物同样产生抑制作用；

(5)在厌氧反应器内投加亚铁盐，生成FeS沉淀，通过排泥的方式去除。产生沉淀较多，但FeS沉淀与厌氧污泥无法有效分离，排泥会造成大量厌氧污泥流失；