（环境工程专业论文）高碳氮比下脱硫同步反硝化工艺的限氧强化研.pdfVIP

苏州科技学院硕士学位论文苏州科技学院硕士学位论文 高碳氮比下脱硫同步反硝化工艺的限氧强化高碳氮比下脱硫同步反硝化工艺的限氧强化 研究研究 硕士研究生：硕士研究生： 方方 宁宁 指 导 教指 导 教 师师： 赵赵 丹丹 副教授副教授 学 科 专学 科 专 业业： 环境工程环境工程 苏州科技学院 环境科学与工程学院 二 o 一二年六月 master dissertation of suzhou university of science and technology enhanced performance of denitrifying sulfide removal process with high carbon and nitrogen ratio under micro-aerobic condition master candidate: fang ning supervisor: zhao dan associate-professor major: environmental engineering suzhou university of science and technology school of environmental science and engineering june, 2012 苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书 独创性声明独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得 的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声 明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权书学位论文使用授权书 苏州科技学院、国家图书馆、中国科学技术信息研究所的中国学位论文全文数据库 等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借 阅。本人完全了解苏州科技学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求 提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录 检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文；同 意学校在不以赢利为目的的前提下，用不同方式在不同媒体上公布论文的部分或全部内容。 （保密论文在解密后遵守此规定） 论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 苏州科技学院硕士学位论文 摘要 i 摘 要 常规的同步脱硫脱氮工艺在处理含硫含氮有机废水过程中存在着诸多问题。出 水中含有大量硫化物而气味恶臭、单质硫转化率低而存在大量其他的二次污染物质 等等。结果造成运行费用高昂、无法达标排放、需要后续处理、工程应用价值微小 等问题。同步脱硫反硝化工艺（dsr）已经在高效脱硫方面虽取得了重大突破，但 是存在无法稳定高效运行，且应用性差等技术难点。 本论文针对 dsr 工艺应用局限性的技术难点，提出了在高碳氮比下使用微氧强 化反硝化脱硫的方法，使 dsr 工艺能够在处理碳氮比较高的工业废水方面，获得高 效的脱硫效果，并实现单质硫的最大转化，消除环境的二次污染。 静态试验结果表明： （1）在不加入微氧条件时，硫化物也能高效去除可行性。 这种理论是一种高碳氮比下脱硫理论的突破研究。实验设定 12 种运行条件，分别 在厌氧与微氧状态下， 调控不同碳氮比 （c/n=3,2,1.26） 和硫氮比 （s/n=5/6 和 5/8） 得出以下结论：在高碳氮比下，硫化物的降解规律是其浓度先降低，再升高。这种 硫化物浓度发生反弹的原因是硫化物浓度降至最低点时，仍有大量的乙酸盐剩余。 乙酸盐与生成的单质硫在一种甲烷古菌的作用下，单质硫还原为硫化物。 （2）微氧 条件可以强化反硝化脱硫，在加入微氧条件后，不但硫化物的降解速率增加，而且 抑制了甲烷古菌的活性，使硫化物没有反弹现象发生。 同时针对运行 egsb 反应器考察连续流时限氧强化高碳氮比下反硝化脱硫的效 果设计了对比的静态试验。结果表明，微氧条件可以强化硫化物的去除以及单质硫 的转化。但是由于实验采用的停留时间过短，并没有得到非常好的处理效果，当向 回流槽中曝气 20ml/min（空气）时，溶解氧浓度为 0.2mg/l。此时段为连续流反应 的最佳运行条件，此时硫化物的去除率为 70%，单质硫的转化率为 55%。由于连续 流运行时是参考了静态实验的各种运行条件加以调控的，所以得到的不同停留时 间，不同硫氮比，以及不同溶解氧浓度时的调控结果。这为高碳氮比下调控 dsr 工 艺的后续研究提供了有利的依据。 最后在静态试验过程中，本文针对在微氧曝气条件下人们经常提出了化学氧化 问题作了初步的研究。静态实验采用微氧条件的实现方式为敞口放置培养瓶，这种 方法测得反应整个过程中溶解氧均在 0.08-1.0mg/l 之间变化。而化学氧化硫化物 的量也不足总硫化物氧化的 5%。可见微氧条件下没有大量的化学氧化发生，硫化物 的氧化主要还是微生物将其代谢的。微氧条件还是能够有效地刺激硫氧化菌，使其 活性增强，高效去除硫化物，并使产物中大量转化为单质硫，实现出水的无害化。 苏州科技学院硕士学位论文 摘要 ii 关键词关键词：反硝化脱硫；高碳氮比；限氧强化 suzhou university of science and technology abstract ii abstract conventional biological wastewater treatment process for synchronization desulfurization and denitrification has many disadvantages, such as high content sulfide in the effluent, low elemental sulfur conversion rate, low utilization efficiency, leading to the high-cost, failing to meet the mission standard and needing follow-up treatment. denitrifying sulfide removal (dsr) processes has made a major breakthrough in the respect of highly efficient desulfurization, but dsr processes has some this process has some technical difficulties that need to be resolved，such as poor stability, limited application and so on. this study for the case that using micro-aerobic condition to enhance performance of denitrifying sulfide removal process in high carbon and nitrogen.the dsr technology to be able to handle relatively high carbon and nitrogen in industrial waste water, to obtain efficient desulfurization effect, and the conversion of sulfur to eliminate the secondary pollution of the environment. static experiments to prove that (1) in fact, not to join the micro-oxygen conditions, the sulfide can efficiently remove feasibility. this theory is the theory of a high carbon and nitrogen than under desulfurization breakthrough research. the experimental set 12 kinds of operating conditions, respectively, in anaerobic and microaerobic condition, the regulation of different carbon and nitrogen ratio (c / n = 3,2,1.26) and sulfur and nitrogen ratio (s / n = 5/6 and 5/8 to) the following conclusions: high carbon and nitrogen ratio of sulfide degradation of its concentration first decreased and then increased. sulfide concentration rebound because there are still a lot of acetate remaining when the sulfide concentration is bottoming. acetate with sulfur generated in the role of methanogenic archaea, the sulfur reduction to sulfide. (2) micro-oxygen conditions can be enhanced denitrification desulfurization prior to joining the micro-aerobic conditions, not only the increase in the degradation rate of the sulfide, but also inhibits the activity of methanogenic archaea, sulfide no rebound phenomenon. contrast to static experiments, run the egsb reactor investigated continuous flow limiting oxygen enhanced the effect of high carbon and nitrogen than under denitrifying desulfurization. the results show that microaerobic conditions can enhance the conversion of sulfide removal and sulfur. however, due to the experimental residence time is too short and did not get very good treatment effect, dissolved oxygen suzhou university of science and technology abstract iii concentration of 0.2 mg / l, when the (air) to the reflux tank aeration 20ml/min. this time for the continuous flow reactor operating conditions, the sulfide removal efficiency of 70% sulfur conversion rate of 55%. however, due to the continuous flow of run-time reference to the static experiments a variety of operating conditions to be regulated, so the residence time of different sulfur and nitrogen, and when the dissolved oxygen concentration regulation results. this provided a favorable basis for follow-up study of high carbon and nitrogen than under regulation dsr process. made a preliminary study for the frequently raised the issue of chemical oxidation in the the microaerobic aeration conditions in the static test procedure. static experiments using micro-oxygen conditions placed on the exposure flasks, this method measured response to the dissolved oxygen throughout the process of change in the 0.08-1.0mg / l the amount of the chemical oxidation of sulfide is not the football association sulfide oxidation of 5%. seen a large number of chemical oxidation occurs under microaerobic conditions, sulfide oxidation, or microbial metabolism. microaerobic conditions can still be effective in stimulating the sulfur-oxidizing bacteria, its activity, enhance the efficient removal of sulfide, and the product of a large number converted to elemental sulfur, the water is harmless. key words: denitrification desulfurization; high carbon and nitrogen ratio; microaerobic strengtheniong 苏州科技学院硕士学位论文 目录 目 录 摘摘 要要 . i abstractabstract . ii 第一章第一章 引言引言 . 1 1.11.1 研究的目的和意义研究的目的和意义 . 1 1.21.2 研究的内容研究的内容 . 2 1.31.3 含硫含氮有机废水的来源以及危害含硫含氮有机废水的来源以及危害 . 2 1.41.4 含硫废水生物处理的研究现状含硫废水生物处理的研究现状 . 3 1.4.1 硫酸盐废水生物处理的研究进展 . 3 1.4.2 硫酸盐还原与硫化物生物氧化联用工艺 . 3 1.4.3 硫酸盐还原与硫化物化学氧化联用工艺 . 4 1.4.4 两相厌氧工艺 . 4 1.4.5 两相厌氧与硫化物生物氧化联用工艺 . 4 1.4.6 硫化物生物氧化工艺研究进展 . 5 1.4.7 无色硫细菌的硫化物氧化工艺 . 5 1.4.8 光合硫细菌的硫氧化工艺 . 5 1.51.5 含氮废水生物处理技术研究现状含氮废水生物处理技术研究现状 . 5 1.5.1 短程硝化反硝化 . 6 1.5.2 同时硝化反硝化 . 6 1.5.3 厌氧氨氧化 . 6 1.5.4 藻类养殖脱氮 . 7 1.61.6 同步脱硫脱氮生物技术的研究现状同步脱硫脱氮生物技术的研究现状 . 7 1.6.1 自养硫氧化反硝化技术 . 7 1.6.2 自养/异养联合反硝化技术 . 8 1.6.3 限氧同步脱硫脱氮技术 . 10 1.7 egsb1.7 egsb 反应器在脱硫脱氮方面的应用进展反应器在脱硫脱氮方面的应用进展 . 10 第二章第二章 实验材料与方法实验材料与方法 . 11 2.12.1 实验装置设计实验装置设计 . 11 2.22.2 实验操作方法实验操作方法 . 12 2.2.1 反应器启动的实验设计 . 12 2.2.2 实验操作 . 12 2.2.3 分析方法 . 13 2.32.3 硫化物浓度的测定方法硫化物浓度的测定方法 . 13 2.3.1 实验准备 . 13 苏州科技学院硕士学位论文 目录 2.3.2 样品测量 . 13 2.42.4 离子色谱法测定阴离子浓度离子色谱法测定阴离子浓度 . 14 2.4.1 试验原理 80 . 14 2.4.2 仪器与试剂 . 14 2.52.5 单质硫的检测方法单质硫的检测方法 . 14 2.62.6 试验仪器试验仪器 . 15 第三章第三章 微氧强化同步脱硫反硝化工艺的可行性研究微氧强化同步脱硫反硝化工艺的可行性研究 . 16 3.13.1 相同硫氮比，不同碳氮比下，微氧条件对脱硫相同硫氮比，不同碳氮比下，微氧条件对脱硫反硝化的强化作用反硝化的强化作用 . 16 3.1.1 厌氧条件，s:n=5:6，c:n=1.26,2,3 时，硫化物的降解规律 . 16 3.1.2 微氧条件，s:n=5:6，c:n=1.26,2,3,时，硫化物的降解规律 . 17 3.1.3 厌氧条件，s:n=5:6，c:n=1.26,2,3,时，硫酸盐-硫的降解规律18 3.1.4 微氧条件，s:n=5:6，c:n=1.26,2,3,时，硫酸盐-硫的降解规律18 3.1.5 厌氧，微氧条件，s:n=5:6，c:n=1.26,2,3,时，乙酸盐，硝酸盐， 亚硝酸盐的降解规律 . 20 3.1.6 厌氧条件，s:n=5:8，c:n=1.26,2,3,时，硫化物的降解规律 . 20 3.1.7 微氧条件，s:n=5:8，c:n=1.26,2,3,时，硫化物的降解规律 . 21 3.1.8 厌氧，微氧条件，s:n=5:8，c:n=1.26,2,3,时，硫酸盐-硫的降 解规律 . 22 3.1.9 厌氧，微氧条件，s:n=5:8，c:n=1.26,2,3,时，乙酸盐，硝酸盐， 亚硝酸盐的降解规律 . 22 3.23.2 相同碳氮比，不同硫氮比下，微氧条件对脱硫相同碳氮比，不同硫氮比下，微氧条件对脱硫反硝化的强化作用反硝化的强化作用 . 23 3.3 3.3 化学氧化硫化物的贡献率化学氧化硫化物的贡献率 . 25 3.4 3.4 影响同步脱硫反硝化工艺运行效率的本质分析影响同步脱硫反硝化工艺运行效率的本质分析 . 26 3.4.1 厌氧，高碳氮比条件下，高效脱硫的可行性机理分析 . 26 3.4.2 微氧，强化同步反硝化脱硫工艺机理分析 . 28 3.5 3.5 本章小结本章小结 . 28 第四章第四章 高碳氮比下脱硫同步反硝化的限氧强化研究高碳氮比下脱硫同步反硝化的限氧强化研究 . 29 4.14.1 反应器的启动反应器的启动 . 29 4.1.1 接种污泥的来源 . 29 4.1.2 反应器启动的运行参数 . 29 4.1.3 反应器启动的运行效能 . 30 4.24.2 反应器的运行效能分析反应器的运行效能分析 . 30 4.2.1 cod 的去除规律 . 30 4.2.2 硝酸盐的去除规律 . 32 苏州科技学院硕士学位论文 目录 4.2.3 乙酸盐的去除规律 . 33 4.2.4 硫化物的去除规律 . 34 4.2.5 硫化物氧化产物的生成规律 . 35 4.34.3 微氧强化脱硫同步反硝化工艺的物料平衡分析微氧强化脱硫同步反硝化工艺的物料平衡分析 . 36 4.3.1 工艺的硫平衡分析 . 36 4.3.2 工艺氮平衡分析 . 37 4.3.3 工艺的碳平衡分析 . 38 4.44.4 高碳氮比下，限氧强化连续运行高碳氮比下，限氧强化连续运行 dsrdsr 工艺的高效脱硫效果的机理分析工艺的高效脱硫效果的机理分析39 4.4.1 停留时间 . 39 4.4.2 不同硫氮比 . 39 4.4.3 微氧条件 . 39 4.4.4 化学氧化 . 40 4.54.5 本章小结本章小结 . 40 第五章第五章 结论结论 . 42 参考文献参考文献 . 43 致谢致谢 . 49 作者简介作者简介 . 50 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 引言 1 第一章 引言 1.1 研究的目的和意义 每年，制药化工等产业均排放大量的含硫含氮废水，且排放量有逐年递增生物 趋势。这类废水所含污染物种类繁多，含硫、氮、碳的浓度极高，且水质水量复杂 多变，处理难度很大。前人处理这类废水时，最初使用物理化学法，但此种方法运 行时能耗高，费用高昂，污泥后续处理困难。后来，学者研究采用生物处理工艺处 理此类废水。发展至今，此种方法已经得到学术界众多学者的认可，认为生物方法 是经济可行的治理措施，具有很好的发展潜力。生物处理含硫含氮废水工艺中，同 步脱硫反硝化工艺（dsr）在近年来获得了越来越大的关注。该工艺通过利用自养 和异样功能微生物在生态位上的协同作用，同步去除硫化物，硝酸盐和有机物，并 可实现含硫污染物氧化产物资源化，最大程度上变成单质硫，从根本上消除二次污 染。 dsr 工艺虽然在高效脱硫方面取得的重大的突破，但是，在高效稳定的运行， 生态调控，微生物协同平衡原理方面还有很多的深度理论、技术等问题需要攻破： 首先，不能确定具体有多少种影响因子影响单质硫的产率。其次就是污泥的稳定性 问题（因为硫化物对微生物的毒害性，所以要培养结构功能均稳定的污泥有一定的 难度） 。最后，工艺如何应用于多种水质（所含碳氮硫浓度不同） ，并有效调控等等。 因此，为了能够进一步开发 dsr 工艺的应用潜力，本课题针对工业含硫含氮废 水的各种底物复杂多样，浓度高低不均的情况，研究在高碳氮比的情况下运行 egsb 反应器，找寻各种调控手段来达到碳氮硫共脱除，高效的硫化物的去除率以及单质 硫的转化率的目的。在前人对 dsr 工艺的研究过程中发现，厌氧，混养（自养硫氧 化菌和异养反硝化菌协同作用） 条件下， 当碳氮比和硫氮比 （摩尔比） 分别为 1.26:1， 5:6 时，进水硫化物浓度为 200mg/l,可以达到最佳的去除效果，硝酸盐，硫化物的 去除率，单质硫的转化率均达到 99%。但是在高碳氮比（c/n=2 以上）时，硫化物 的去除率，以及单质硫的转化率均没有很好的效果。因为体系为自养异养菌协同作 用，过高的碳源会导致异养菌的活性过高，能更多的抢夺电子受体硝酸盐，使自养 硫氧化菌抢夺不到电子受体而活性降低，从而硫化物的去除效率不高。但是周旭等 人研究发现 dsr 工艺培养的活性污泥中存在一种古细菌，在存在碳源和单质硫的情 况下，这种古细菌可以将单质硫还原为硫化物，这就为高碳氮比下实现高效脱硫提 供的一定的理论依据。 同时， 陈川等人研究发现微氧条件 （溶解氧浓度小于 0.5mg/l） 可以强化 dsr 工艺的脱硫效果。所以本课题决定通过使用微氧条件来调控高碳氮比 下硫化物的去除效果，实现高效脱硫脱氮，并使单质硫转化率实现最大化。 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 引言 2 1.2 研究的内容 dsr工艺达到碳氮硫同步去除，并且硫化物终产物为单质硫是依据反应方程式 （4-1,4-2,4-3）为核心反应原理的。反应式中碳和氮的理论摩尔比值为1.08，而在 实际反应器运行中，当碳氮比为1.26时效果最好。本研究立志于高碳氮比下研究dsr 工艺的运行效能，所以设定c/n=3（远高于理论值）运行连续流反应器，考察dsr的应 用潜力。 （1）高碳氮比下，实现高效脱硫脱氮的可行性研究 采用静态实验的方式，考察不同硫氮比，碳氮比对脱硫同步反硝化的运行效能的 影响，探索高碳氮比下硫化物的去除过程，证明在高碳氮比下硫化物能高效去除的可 行性。同时加入微氧条件，对比厌氧条件，考察微氧对高碳氮比下废水脱硫的强化作 用。 （2）高碳氮比下，高效脱硫脱氮颗粒污泥的驯化培养 采用连续流的实验方式，以硫化物这种对微生物有一定毒害作用的物质驯化培 养颗粒污泥，使污泥适应这种毒害条件，增强污泥的稳定性，从而提高 drs 工艺的 运行效果。 （3）高碳氮比下，dsr 工艺应用 egsb 反应器，以连续流的进水方式，在高碳氮 比条件下，调控不同硫氮比，增加微氧条件，实现高效硫化物的去除率以及单质硫 的转化率。 1.3 含硫含氮有机废水的来源以及危害 随着人类生活水平的日益提高，人们对于生活的要求也越来越高。由此，现代 各种工业发展的越来越迅速。药业、造纸、化工、制革、炼焦、发酵、食品加工和 采矿业等工业迅速兴起，这类企业排出的工业含硫含氮废水越来越多，变得难以遏 制。据有关资料统计，目前，我国制药、化工等行业排放的含硫含氮有机废水，年 排放废水量超过 60 亿吨，含有机物（按 cod 计）超过 300 万吨，占水体受纳总量 污染物的 10以上，而且以每年 2.0的速度递增，是造成水体灾难性生态破坏的 重要污染源之一。 大量的含硫含氮废水排入环境，会严重破坏环境的生态平衡。水体中接受大量 的硫酸盐，会造成水体酸化，而氮，又会造成水体的富营养化。两种物质排入受纳 水体中， 会严重破坏水体生态结构， 威胁水生生物。 同时由于一部分污水渗入土壤， 也有可能污染地下水。目前，在我国的许多城市其地下水已经受到不同程度的含硫 含氮废水污染。同样，当大量的含硫酸盐废水排入土壤时，会造成土壤的 ph 降低， 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 引言 3 土壤发生板结，造成农作物无论产量还是品质均有所下降。硫酸盐在环境中的状态 时不稳定的，在厌氧环境中，硫酸盐被硫酸盐还原菌的作用下，硫酸盐会变成硫化 物，其代表物质为 h2s。众所周知，硫化氢是形成酸雨的主要因素，会腐蚀建筑， 破话生物环境。而在硫酸盐废水排入管道的时候，由于其强大的还原性，可以和大 多数金属反应而严重破坏排水管道以及金属制的处理设施。含硫含氮废水不但影响 水体和土壤，同时会对大气环境造成破坏，硫化氢毒性大，气味恶臭，人体吸入过 多会严重刺激神经系统，对大脑，眼睛都有一定程度上的损害。 1.4 含硫废水生物处理的研究现状 1.4.1 硫酸盐废水生物处理的研究进展 对于含硫废水的生物处理方法，早在 20 世纪 70 年代就人研究过。早期人们使 用单相厌氧吹脱工艺处理含硫酸盐废水，因为硫化物对于微生物有毒害作用，在厌 氧环境中尤其抑制产甲烷菌以及其他厌氧菌。国内外大部分学者都是采用先将硫酸 盐还原为硫化物，再将硫化物吹脱到大气中，从而根本上消除二次污染。 olesakjewicz 10和 anderson 11等人都运用了单相厌氧吹脱工艺处理工业废水。 组要是使 用吹脱装置将硫化物吹脱离反应器，从而降低硫化物在反应器中的浓度，降低毒害 作用，提高反应器对污染物的去除效率。但是这种吹脱装置对于硫化物的去除效果 不高，体系中还是存在相当量的硫化物。而且，吹脱装置引入的惰性气体还在一定 程度上稀释了甲烷气体，造成甲烷的产率降低，且提高了甲烷的回收难度。 1.4.2 硫酸盐还原与硫化物生物氧化联用工艺 自 20 世纪 90 年代起，便陆续有学者针对此问题提出多种的改进工艺。人们考 虑，因硫化物的毒害特性，在处理含硫酸盐废水时，不将硫酸盐还原为硫化物，而 是使硫酸盐最后的形态变成物理化学性质稳定的单质硫。从而提出了硫酸盐还原与 硫化物光合氧化联用工艺/化学氧化联用工艺。buisman 等人 12，kobayashi 等人13 以及 maree 14等均采用了硫酸盐还原与硫化物光合氧化联用工艺。因为厌氧光合细 菌中的绿色光合细菌具有在 srb 将硫酸盐还原为 s 2-这一过程的同时,将 s2-氧化为 s0 的特性。所以成功实现了无二次污染产物单质硫的转化。但是，利用这种方法虽然 提高了处理此类废水中各种污染物的去除率。但需要连续不断的在反应器内部提供 光照条件，大幅度消耗辐射能，并引入额外的运行设备，增加运行成本。这在经济 上是严重的缺陷 12,13。 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 引言 4 1.4.3 硫酸盐还原与硫化物化学氧化联用工艺 考虑到经济运行成本问题， 刘燕 17等人提出硫酸盐还原与硫化物化学氧化联用 工艺。由于硫化物具有可以和某些金属生成沉淀的特性，适当的投加了一些金属盐 改善反应器运行效能。在各种金属盐类中，铁盐由于其低廉的价格，广泛的来源而 被人们选中。此方法能快速有效降低溶液中硫化物的浓度，降低其对厌氧微生物的 毒害作用。但是运用此方法的缺点也非常的明显。形成的不溶性沉淀难以排出反应 器，大部分附着在反应器内壁上，同时堵塞进水出水口以及取样口。造成疏通费用 增高。积累的不溶性物质也降低污泥的相对活性，同时造成污泥后续处理的困难。 而且，这种方法只是有效控制了硫化物对 mpb 次级抑制作用，并没有解除硫酸盐还 原菌与产甲烷菌这两种异养菌对于底物的竞争作用。产甲烷率依然偏低。 1.4.4 两相厌氧工艺 在同一个反应器中，同时进行硫酸盐还原与产甲烷化过程时，如果其中一个过 程出现问题，则会影响整个反应的效果。由此，进一步提出新型处理工艺两相 厌氧工艺，该工艺分开了硫酸盐还原作用和产甲烷作用，使他们在两个不同的反应 器内发生。含硫废水先进入产酸相反应器，其出水再进入产甲烷相反应器，这种方 法有效解决了 so4 2-对厌氧产甲烷菌的初级和次级抑制作用。该工艺系统在满足 srb 所需生态环境的同时也为 mpb 提供了很好的营养条件和生存环境。 gao 等人 24 ， mizuno 等 23 和王爱杰等25人均运用两相厌氧工艺处不同的工 业废水，工艺运行过程中，最高硫酸盐去除率达到 100%，最高 cod 去除率在 90%以 上。均取得的非常好的处理效果。两相厌氧工艺在处理硫酸盐废水时，是其处理效 果有了一个质的飞跃。 1.4.5 两相厌氧与硫化物生物氧化联用工艺 两相厌氧工艺在含硫酸盐废水的处理上得到了关注和认同。在此基础上进一步 研究出了更好的处理工艺。 任 南 琪 、 王爱杰 7， 左剑恶8、 李亚新等人9分别提出“硫 酸 盐 还 原 一硫 化 物 生 物 氧 化 一产 甲 烷 ”新工艺 其 中 利 用 无 色 硫 细菌(thiobacillus) 作为硫化物氧化单元的主要功能微生物， 将硫化物氧化为单质硫， 彻底去除硫酸盐。 此工艺无需额外投加化学药品，也无需消耗辐射能，除空气外也无需催化剂，在经 济有很高的应用潜质。同时，不产生化学污泥，且操作简便，占地面积小。产物中 大多数为单质硫这种无二次污染的物质，对环境基本不产生不良影响。 处理含硫废水的生物方法已经得到众多国内外专家的认同。废水处理中，由硫 酸盐还原到硫化物阶段为第一阶段，此阶段已经得到太多的研究，处理手段相对成 熟，但由硫化物氧化到单质硫这一阶段，处理效果并不是非常高，还需要投入更多 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 引言 5 的研究才能得到更为有效地处理成果。 1.4.6 硫化物生物氧化工艺研究进展 硫化物的处理方法，传统上一般采用物理化学方法处理。如;直接气提、氧化 和化学沉淀等方法.这些方法耗能大，需要添加化学药剂，运行费用高，存在经济 弊端。近年来，逐渐发展起来的生物硫氧化工艺倍受青睐，究其原因主要是生物硫 氧化工艺存在许多特别突出的优点 26。此种方法无需额外投加催化剂和氧化剂（空 气除外）所以不产生化学污泥。因为运行于厌氧体系中而产生的生物污泥量较少。 同时具备硫化物去除效率高，氧化产物主要为性质稳定的单质硫，为消除二次污染 做出贡献。因此，尽管生物脱硫工艺的研究起步较晚，但发展却相当迅速。硫化物 的生物氧化方法主要是运用无色硫细菌与光合硫细菌。 1.4.7 无色硫细菌的硫化物氧化工艺 无色硫细菌中， 脱硫杆菌属具有相当强的单质硫生成能力。 stefess 和 kuenen 27 的研究结果表明，水中溶解氧浓度和进水硫化物的初始浓度是决定无色硫细菌终产 物形式的关键因素。当溶解氧浓度较低而硫化物负荷较高时，最终硫化物氧化产物 是单质硫。lee，sublette 28 ，buisman29-32 和 henshaw33等人均对此作了一系列的 研究。主要考察自养硫氧化菌在系统中的适应能力以及各种条件对自养硫氧化菌的 影响。如：溶解氧、ph、硫化物负荷等，都取得了良好的效果。最高硫化物去除效 率达 90%以上。 1.4.8 光合硫细菌的硫氧化工艺 利用光合细菌处理硫化物氧化阶段在前面已经提到过。使用这种方法虽然可以 得到高效的硫化物去除效果，但是因为需要时时在反应器内部提供光照条件而添加 了一部分经济负担。与此同时 henshaw 等人同样利用绿色硫细菌(chlorobium thiosulfatophilum)对于去除工业废水中的硫化氢做了一部分研究。使用固定床连续 流反应器去除综合工业废水中的硫化氢，并转化成单质硫。整个实验过程较短，仅 需 0.5h。单质硫转化率在 9295%之间，效果相当明显。 用光合硫细菌处理含硫废水大都是小试实验，由于其方法在经济上存在的严重 缺陷使得该方法在实际工程应用中的可能性甚微。 1.5 含氮废水生物处理技术研究现状 含氮废水对环境造成的破坏已经越来越为人所知晓。水体富营养化这个词造成 的影响给人们带来的太大的震惊。 富营养化造成藻类的恶性大量繁殖， 使水体发臭。 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 引言 6 太湖蓝藻事件的发生给人们敲响了警钟。能否研究出高效的废水脱氮技术成为了水 污染控制领域的研究热点之一。含氮废水包括含硝酸盐（硝态氮），亚硝酸盐（亚 硝态氮）氨氮废水等。在人们的生产生活中都有大量的产生，所以其来源广泛。这 种废水处理不好会导致三至物亚硝酸盐的大量增加。亚硝酸盐会导致人体缺 氧，诱发癌症，严重威胁人类的生命健康 3