COD与硫酸盐低比值对城市废水处理的影响

【摘要】本文研究了厌氧UASB工艺对低浓度城市污水的处理效果， COD与硫酸盐低比值对厌氧反应器的影响。研究表明：对于低浓度（COD小于200mg/L，BOD5小于100）、低COD与硫酸盐比值小于1的进水，厌氧UASB反应器处理效率可达到60%～70%或更高。

【关键词】厌氧污泥床城市污水反应负荷水力停留时间

厌氧污泥床（Up-flow Anaerobic Sludge Bed， 简称UASB） 自70年明以来，在全世界得到了迅速发展和应用，可处理以有机污染为主的各类废水，由于其良好的处理效果，UASB在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一[1]。使用上流式厌氧污泥床工艺处理城市废水，国内外都开展了大量的实验研究，取得了较多的工程经验。目前，已有一些市政污水处理厂，采用了UASB工艺方法处理城市污水。我国在运用UASB工艺，处理高浓度的有机工业废水方面取得了明显的进展，但在运用UASB工艺处理低浓度城市污水还基本处于试验研究阶段，生产性运用较少。鉴于此，本文在山西省某城镇污水处理厂，研究了采用厌氧UASB工艺对低浓度城市污水的处理效果以及反应器的运行特点。

1、反应器结构

UASB厌氧池见图1，反应器内悬挂2米高的塑料球形填料，由于进水浓度较低产气量小，因此每座厌氧池内未设泥、水、气三相分离装置。

2、分析项目及方法

1）分析项目：⑴滤过性COD、及悬浮性COD。⑵滤过性BOD、及悬浮性BOD。⑶凯氏氮测定。⑷温度测定。⑸氨态氮测定。⑹MLSS测定、MLVSS测定、SVI。⑺挥发性有机酸VFA测定。⑻硫酸盐测定。⑼碱度测定。⑽pH值测定。

2）分析方法：COD、BOD5、凯氏氮、氨氮、硫酸盐、总磷为国家标准方法[2]。VFA采用滴定分析法，碱度采用溴甲酚氯-甲基红指示剂滴定，pH值用PHS—3C型pH计测定。

3、反应器的调试

1）接种污泥：采用同地区城市污水处理厂的消化污泥，作为接种污泥，种泥含水率为98%。

2）驯化培养：在反应装置的启动初期，不能片面追求处理效率及产气率。反应器中的菌种，需要逐渐进入“活化”状态，对废水水质的适应。在这一阶段，不能有较高的有机负荷。开始启动水力停留时间HRT为24小时，每天监测去除效果。当进水中滤过性COD，去除率达到80%以上。可以逐步增加有机负荷，降低水力停留时间。启动一个月后开始满负荷运行，水力停留时间为6小时。

4、COD与硫酸盐的低比值对厌氧UASB的影响

硫酸根本身是无毒的，但在厌氧反应过程中，硫酸盐还原菌会将硫酸根转化为硫化氢，而硫化氢是有毒性的。硫化氢会引起对厌氧菌的抑制。引起反应器负荷降低，净化效率降低（直接抑制）[3]。所以厌氧反应器中硫酸盐浓度会影响到废水处理效果。当废水中硫酸根浓度超过500mg/L，或COD与硫酸盐的比值很低时，废水的处理会成问题[4]，如表1所示实验数据。

实验数据表明：进水SO42-的浓度在200mg/L～600mg/L之间，COD与硫酸根的比值在0.2～1.0之间。有机物被硫酸盐还原，或是同时经产甲烷和硫酸盐还原两个途径，被去除取决于废水中的COD与硫酸根的比值。当COD与硫酸根的比值等于0.67时，按照理论反应所有的有机物可被SO42-还原。当COD与硫酸根的比值低于0.67时，则SO42-不能完全还原；反应关系可参照图2。

图2 COD与硫酸盐还原中的关系

水溶液中，硫化物存在的形式：当pH值≤7.0时，H2S以分子形式为主，而pH值≥7.0时它主要以HS-形式存在，水中S2-的浓度非常低。监测溶液中的pH值为6.3～7.4之间，反应器溶液中硫化物的存在形式，主要是以H2S为主。较低浓度的进水（COD在230），产生的H2S最大量，都在150mg/L以下。对于厌氧菌还是可以驯化适应的。因此在实际工程中进水硫酸盐含量较高时，增加预处理硫酸盐的方法是必要的，如投加化学药剂，或气体吹脱法等。

5、结论

⑴UASB工艺对于COD/SO42-的低比值的城市废水进水同样可以起到较好的处理效果，去除率可以达到60%～70%或更高。

⑵通过改变水力停留时间HRT来调节反应器中硫酸盐的浓度，如降低反应器的HRT可以减少硫酸盐的积累，从而减少H2S的浓度。而且对于硫酸盐浓度较高，或COD/硫酸盐的比值较小时应该采用除硫酸盐前处理工艺。

参考文献

[1]王凯军.UASB工艺的理论与工程实践[M].北京：中国环境科学出版社，2000.9

[2]国家环境保护局.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.

[3]贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京：中国轻工业出版社，1998.

[4]王凯军，秦人伟.发酵工业废水处理[M].北京：化学工业出版社，2000.9