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摘要：将人工所配制的高浓度硫酸盐有机废水作为原水，来研究厌氧折流板反应器（ABR）处理高浓度硫酸盐有机废水的性能。从实验数据可知：当硫酸盐的浓度为302～1503（mg/L）、温度处在（33.2€？.11）℃、HRT为20～25h以及进水COD为5000（mg/L）的条件下，ABR处理高浓度硫酸盐有机废水的效果最好，此时，SO42-的还原率可达到96%以上，而COD的去除率则稳定在91%。COD/SO42-还原率与COD去除率有着重大的影响，并且是MPB和SRB竞争关系的非常重要的指标。
关键词：厌氧折流板反应器 COD/SO42- 高浓度硫酸盐废水
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-118-02
利用厭氧法对高浓度的硫酸盐有机废水采取处理时，因为介入了硫酸盐的还原反应，导致在厌氧降解的过程中出现了硫酸盐还原菌（SRB）同甲烷菌（MPB）竞争、以及硫化物导致SRB与MPB中毒，从而在一定程度上导致微生物的生理活性出现下降的情况，情况严重时，甚至会对处理系统造成重大的影响，导致出现完全瘫痪的情况。大量的国外工作者针对以上所出现的种种问题，进行了长期的研究与探讨。本文采用厌氧折流板反应器（ABR）对高浓度硫酸盐有机废水进行处理，分析了厌氧反应过程受硫酸盐还原的影响。
1 实验方法和材料
用有机玻璃制成实验所有的ABR要求，高、长、宽分别是542mm、721mm、204mm，但是其有效的容积却只可达到55.83L。正式进行实验时，通过水浴加热的方式，在恒温循环器的控制下，将水温保持在（33.2€？.11）℃的范围内。实验装置安装后，要进行认真的检查，以免因为装置问题影响到实验的结果。
1.2 原水和接种污泥
人工合成的高浓度硫酸盐有机废水以碳酸氢胺为氮源，三水和磷酸氢钾为磷源，以葡萄糖为碳源，保持N：COD：P﹦5：1：100，硫酸盐是由七水硫酸镁与硫酸钠组成的混合物，其中添加有一定量的锰、铁、镍、铜、钴等微量元素，此外，通过利用碳酸氢钠使其pH值维持在7左右。
接种的污泥从南阳市污水处理厂消化池取得，在室内的恒温箱（35.2℃）中进行为期三个月的培养，进而进行接种，得到的浓度为330g/L，MLSS/MLVSS的比值为5：4，所接种的量在反应器中所占的有效容积为1/4。
1.3 测定方法与项目
COD：重铬酸钾法；SO42-：铬酸钡分光光度法；S：碘化法；HCO3-：酸碱滴定法；pH值：数字酸度计。
2 结果和讨论
实验的设备装好后，就要时刻关注实验的过程，随时做好记录。实验的结果就在这些数据中，给予我们更多的事实材料，才能进一步说明ABR处理高浓度硫酸盐有机废水的效果如何。
2.1 启动ABR
接种污泥后，选择浓度为3000mg/L的COD废水，将其充进反应器内，并达到充满的状态，保持24h的静止状态后，开始连续进行通水。本次启动所使用的葡萄糖废水属于无硫酸盐的，初始负荷是3.0kgCOD/（m3.d），1天后对COD去除率能够达到34%，然后会逐步的回升，在第6天的时候就能够达到92%。在12天的时候把进水负荷从2.9kgCOD/（m3.d）提高到4.0kgCOD/（m3.d），第2天会发现COD的去除率有所下降（从97.4%降到74.7%），然后又会逐渐上升，最终稳定在98%附近。在第26天将进水的负荷提升到4.9kgCOD/SO42-，与之相比，COD去除率则未发生任何变化，无下降趋势，最终以97%保持稳定，且后期的运行较为良好，这便表示反应器的启动较为成功。
2.2 SO42-浓度影响对COD的去除率
在试验的阶段把进水COD保持在5000mg/L附近，将硫酸盐浓度由200mg/L缓慢提高到2500mg/L，本次试验的结果表明，在进水时，若SO42-的浓度达到了201mg/l-320mg/l时，那么其对于COD的去除率则可达到97.1-97.5%之间，出水S2-浓度就会随SO42-浓度的增加而逐渐下降（从42.7mg/L降至19.2mg/L），但是其还原率则会一直呈现上升趋势，由原来的85.2%赠至91.5%。所以可发现在这样的条件下，MPB的生长完全不会受到SO42-的影响，MPB的作用是去除COD。
当进水的硫酸盐浓度增大到500mg/L的时候，对COD的去除率可达98%。在对SO42-浓度进行改变的第17天，发现的COD去除率逐渐出现了下降的现象，经过分析发现这与出气管的堵塞有着较大的关系这是因为出气管的堵塞，引起反应器打开所致。SO42-的还原率渐渐的提高，由89.3%提高到96%。出水SO42-的浓度变化趋势同硫酸盐的去除率一样，也是逐渐的上升，最高可达113mg/L。同时产气量也发生了较大的变化，出现了急剧增加的现象，这便说明若提高进水SO42-的浓度，那么SRB增值也会相应的有所提高，有利于COD与硫酸盐的去除，且不影响MPB的活性。
当进水SO42-的浓度增至为1500mg/L时，SO42-的还原率在前两天会迅速下降（由96%降至65%），随后将逐渐上升，18天后将稳定在96%附近。但对COD的去除率却稍微有些下降，但是仍然能稳定在90%附近（最高能达到98%，最低也可达到85%），表明在同SRB竞争中MPB再次占据了优势。但就整体而言，SRB和MPB还是处在一种相对平衡的状态。
当进水的SO42-浓度提高到2500mg/L后，反应器将会迅速发生酸化，SO42-与对COD的去除率都会下降，通过长时间的运行并没有出现恢复的迹象，COD与SO42-的去除率仅有19%，产气量甚至为零，反应器运行标志着失败。这表明，高浓度的硫化物会严重抑制SRB与MPB，利用ABR对硫酸盐废水进行处理时，ABR可以承受SO42-的最高浓度是2000mg/L左右。 2.3分析PMB和SRB竞争基质的原因
（1）进水硫酸盐的浓度。通过上述探讨可知，进水SO42-所具有的浓度不同，会对SO42-的还原率产生不同程度的严重影响，也就是说当SO42-浓度有所提高时SO42-的还原率则会出现一定程度的下降趋势，但是若SRB对新的环境逐渐适应，那么SO42-的还原率则会在后期逐渐恢复到正常水平。对COD的去除率也是一样，相比之下SO42-还原率下降的幅度会更小些。增大硫酸盐的浓度会影响到MPB与SRB，但对MPB影响相比要较小。运行稳定后，硫酸盐还原率先缓慢增加后急速下降，COD去除率先缓慢下降后急速下降。
（2）COD/SO42-值是影响MPB和SRB竞争关系的重要指标。SO42-生物还原的过程需要COD/SO42-的理论值是0.67，降低COD/SO42-值可以使SRB在基質的竞争中获得竞争的优势。通过结果可知，当COD/SO42-值由16.7降至10时，SO42-的还原率从91%缓慢上升至96%，对COD的去除率是97.1%～98%，有小幅度的提高；当COD/SO42-值是10.1～3.32时，SO42-的还原率将会稳定在97%，对COD的去除率大于90%；当COD/SO42-的值是2时，反应器便会出现酸化的反应，也就代表反应器的运行最终失败，所以，若COD/SO42-的值高出25时，可确保反应器性能良好、运行稳定。
3 结论
当HRT在20～24h内，进水COD浓度是5000mg/L，进水硫酸盐的浓度小于1500mg/L时，ABR反应器运行较正常，COD去除率则可大于90%，硫酸盐还原率则可保持在96%，ABR处理硫酸盐废水所能承受SO42-的最大浓度是2000mg/L。
对于MPB和SRB来说，COD/SO42-不但会对两者的竞争造成重要影响，同时还会对SO42-的还原率造成极为严重的影响。随着COD/SO42-的数值上升时，SRB和MPB的竞争基质能力减弱。
在对硫酸盐废水进行处理时，其所采用的启动方式的差异，会在不同程度上对厌氧反应器的功能造成影响。但是若采用的启动方式为低硫酸盐的方式，那么MPB则会在最初始阶段便会获得相应的优势，而对MPB影响较小的是SO42-。
参考文献：
[1] 李清雪，范超，李龙和，等.ABR处理高浓度硫酸盐有机废水的性能[J].中国给水排水，2007（15）：50.
[2] 蒋永荣，胡明成，李学军，等.ABR处理硫酸盐有机废水的相分离特性研究[J].环境科学，2010（31）：547.
[3] 周若梅，黄清辉，邓秀梅，等.ABR处理含硫酸盐有机废水的启动特性研究[J].桂林电子科技大学学报，2009（5）：413.
[4] 刘广民，张照韩，陈终喜，等.利用反硝化抑制硫酸盐还原的连续流试验研究[J].中国给水排水，2007（23）：43.
关键词：厌氧折流板反应器 COD/SO42- 高浓度硫酸盐废水
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-118-02
利用厭氧法对高浓度的硫酸盐有机废水采取处理时，因为介入了硫酸盐的还原反应，导致在厌氧降解的过程中出现了硫酸盐还原菌（SRB）同甲烷菌（MPB）竞争、以及硫化物导致SRB与MPB中毒，从而在一定程度上导致微生物的生理活性出现下降的情况，情况严重时，甚至会对处理系统造成重大的影响，导致出现完全瘫痪的情况。大量的国外工作者针对以上所出现的种种问题，进行了长期的研究与探讨。本文采用厌氧折流板反应器（ABR）对高浓度硫酸盐有机废水进行处理，分析了厌氧反应过程受硫酸盐还原的影响。
1 实验方法和材料
用有机玻璃制成实验所有的ABR要求，高、长、宽分别是542mm、721mm、204mm，但是其有效的容积却只可达到55.83L。正式进行实验时，通过水浴加热的方式，在恒温循环器的控制下，将水温保持在（33.2€？.11）℃的范围内。实验装置安装后，要进行认真的检查，以免因为装置问题影响到实验的结果。
1.2 原水和接种污泥
人工合成的高浓度硫酸盐有机废水以碳酸氢胺为氮源，三水和磷酸氢钾为磷源，以葡萄糖为碳源，保持N：COD：P﹦5：1：100，硫酸盐是由七水硫酸镁与硫酸钠组成的混合物，其中添加有一定量的锰、铁、镍、铜、钴等微量元素，此外，通过利用碳酸氢钠使其pH值维持在7左右。
接种的污泥从南阳市污水处理厂消化池取得，在室内的恒温箱（35.2℃）中进行为期三个月的培养，进而进行接种，得到的浓度为330g/L，MLSS/MLVSS的比值为5：4，所接种的量在反应器中所占的有效容积为1/4。
1.3 测定方法与项目
COD：重铬酸钾法；SO42-：铬酸钡分光光度法；S：碘化法；HCO3-：酸碱滴定法；pH值：数字酸度计。
2 结果和讨论
实验的设备装好后，就要时刻关注实验的过程，随时做好记录。实验的结果就在这些数据中，给予我们更多的事实材料，才能进一步说明ABR处理高浓度硫酸盐有机废水的效果如何。
2.1 启动ABR
接种污泥后，选择浓度为3000mg/L的COD废水，将其充进反应器内，并达到充满的状态，保持24h的静止状态后，开始连续进行通水。本次启动所使用的葡萄糖废水属于无硫酸盐的，初始负荷是3.0kgCOD/（m3.d），1天后对COD去除率能够达到34%，然后会逐步的回升，在第6天的时候就能够达到92%。在12天的时候把进水负荷从2.9kgCOD/（m3.d）提高到4.0kgCOD/（m3.d），第2天会发现COD的去除率有所下降（从97.4%降到74.7%），然后又会逐渐上升，最终稳定在98%附近。在第26天将进水的负荷提升到4.9kgCOD/SO42-，与之相比，COD去除率则未发生任何变化，无下降趋势，最终以97%保持稳定，且后期的运行较为良好，这便表示反应器的启动较为成功。
2.2 SO42-浓度影响对COD的去除率
在试验的阶段把进水COD保持在5000mg/L附近，将硫酸盐浓度由200mg/L缓慢提高到2500mg/L，本次试验的结果表明，在进水时，若SO42-的浓度达到了201mg/l-320mg/l时，那么其对于COD的去除率则可达到97.1-97.5%之间，出水S2-浓度就会随SO42-浓度的增加而逐渐下降（从42.7mg/L降至19.2mg/L），但是其还原率则会一直呈现上升趋势，由原来的85.2%赠至91.5%。所以可发现在这样的条件下，MPB的生长完全不会受到SO42-的影响，MPB的作用是去除COD。
当进水的硫酸盐浓度增大到500mg/L的时候，对COD的去除率可达98%。在对SO42-浓度进行改变的第17天，发现的COD去除率逐渐出现了下降的现象，经过分析发现这与出气管的堵塞有着较大的关系这是因为出气管的堵塞，引起反应器打开所致。SO42-的还原率渐渐的提高，由89.3%提高到96%。出水SO42-的浓度变化趋势同硫酸盐的去除率一样，也是逐渐的上升，最高可达113mg/L。同时产气量也发生了较大的变化，出现了急剧增加的现象，这便说明若提高进水SO42-的浓度，那么SRB增值也会相应的有所提高，有利于COD与硫酸盐的去除，且不影响MPB的活性。
当进水SO42-的浓度增至为1500mg/L时，SO42-的还原率在前两天会迅速下降（由96%降至65%），随后将逐渐上升，18天后将稳定在96%附近。但对COD的去除率却稍微有些下降，但是仍然能稳定在90%附近（最高能达到98%，最低也可达到85%），表明在同SRB竞争中MPB再次占据了优势。但就整体而言，SRB和MPB还是处在一种相对平衡的状态。
当进水的SO42-浓度提高到2500mg/L后，反应器将会迅速发生酸化，SO42-与对COD的去除率都会下降，通过长时间的运行并没有出现恢复的迹象，COD与SO42-的去除率仅有19%，产气量甚至为零，反应器运行标志着失败。这表明，高浓度的硫化物会严重抑制SRB与MPB，利用ABR对硫酸盐废水进行处理时，ABR可以承受SO42-的最高浓度是2000mg/L左右。 2.3分析PMB和SRB竞争基质的原因
（1）进水硫酸盐的浓度。通过上述探讨可知，进水SO42-所具有的浓度不同，会对SO42-的还原率产生不同程度的严重影响，也就是说当SO42-浓度有所提高时SO42-的还原率则会出现一定程度的下降趋势，但是若SRB对新的环境逐渐适应，那么SO42-的还原率则会在后期逐渐恢复到正常水平。对COD的去除率也是一样，相比之下SO42-还原率下降的幅度会更小些。增大硫酸盐的浓度会影响到MPB与SRB，但对MPB影响相比要较小。运行稳定后，硫酸盐还原率先缓慢增加后急速下降，COD去除率先缓慢下降后急速下降。
（2）COD/SO42-值是影响MPB和SRB竞争关系的重要指标。SO42-生物还原的过程需要COD/SO42-的理论值是0.67，降低COD/SO42-值可以使SRB在基質的竞争中获得竞争的优势。通过结果可知，当COD/SO42-值由16.7降至10时，SO42-的还原率从91%缓慢上升至96%，对COD的去除率是97.1%～98%，有小幅度的提高；当COD/SO42-值是10.1～3.32时，SO42-的还原率将会稳定在97%，对COD的去除率大于90%；当COD/SO42-的值是2时，反应器便会出现酸化的反应，也就代表反应器的运行最终失败，所以，若COD/SO42-的值高出25时，可确保反应器性能良好、运行稳定。
3 结论
当HRT在20～24h内，进水COD浓度是5000mg/L，进水硫酸盐的浓度小于1500mg/L时，ABR反应器运行较正常，COD去除率则可大于90%，硫酸盐还原率则可保持在96%，ABR处理硫酸盐废水所能承受SO42-的最大浓度是2000mg/L。
对于MPB和SRB来说，COD/SO42-不但会对两者的竞争造成重要影响，同时还会对SO42-的还原率造成极为严重的影响。随着COD/SO42-的数值上升时，SRB和MPB的竞争基质能力减弱。
在对硫酸盐废水进行处理时，其所采用的启动方式的差异，会在不同程度上对厌氧反应器的功能造成影响。但是若采用的启动方式为低硫酸盐的方式，那么MPB则会在最初始阶段便会获得相应的优势，而对MPB影响较小的是SO42-。
参考文献：
[1] 李清雪，范超，李龙和，等.ABR处理高浓度硫酸盐有机废水的性能[J].中国给水排水，2007（15）：50.
[2] 蒋永荣，胡明成，李学军，等.ABR处理硫酸盐有机废水的相分离特性研究[J].环境科学，2010（31）：547.
[3] 周若梅，黄清辉，邓秀梅，等.ABR处理含硫酸盐有机废水的启动特性研究[J].桂林电子科技大学学报，2009（5）：413.
[4] 刘广民，张照韩，陈终喜，等.利用反硝化抑制硫酸盐还原的连续流试验研究[J].中国给水排水，2007（23）：43.