味精废水厌氧处理试验研究

2011-08-29李峥刘保成中国市政工程华北设计研究总院天津300074

天津科技 2011年4期

李峥刘保成（中国市政工程华北设计研究总院天津300074）

味精废水一般由多个工段废水组成，主要有离交废水、离交冲洗水、洗灌水、精制水等7种。其中，味精离交废水污染负荷最重，味精离交废水的COD=20～35 mg/L，NH3-N=10～15 mg/L，30～30 mg/L，pH值=2～3。由于味精离交废水含有高浓度的SO42-、氨氮和有机物，给厌氧处理带来了很大的困难，味精废水厌氧处理一直没有成功，主要有以下几个原因：

①味精废水厌氧处理一般采用厌氧产甲烷菌。由于味精废水含有大量硫酸盐，厌氧处理过程中产生了大量的硫化氢，高浓度的硫化氢抑制了产甲烷菌的活性，使味精废水厌氧处理的效率大幅下降。

②氨氮浓度过高，抑制厌氧菌的活性。味精离交废水含有大量的谷氨酸、蛋白质，在厌氧处理系统，这些谷氨酸、蛋白质的有机氮被还原成氨氮，再加上味精离交废水本身就含有高浓度的氨氮，造成氨氮抑制了厌氧菌的活性，使味精废水厌氧处理效果较差。

③味精离交废水水质、水量波动大，pH值低，造成厌氧处理运行不稳定。

针对以上存在的问题，我们通过实验研究，培养使用厌氧硫酸盐还原菌处理高浓度味精离交废水，解决了高浓度的硫化氢、氨氮抑制厌氧菌活性问题，使味精离交废水厌氧处理成为现实。

1 硫酸盐还原菌处理味精废水的工作原理

1.1 硫酸盐还原菌

采用厌氧工艺处理含有硫酸盐、亚硫酸盐的味精废水时，除了产甲烷外，还在发生硫酸盐还原。硫酸盐还原是指严格厌氧的细菌——硫酸盐还原菌以硫酸盐、亚硫酸盐等为电子受体氧化分子氢或有机物的过程，终产物是硫化物、水和CO2。

硫酸盐还原菌将硫酸盐、亚硫酸盐还原为硫化氢，这一过程会使甲烷产量减少，硫酸盐还原菌的生长需要与产乙酸菌相同的底物。

根据所利用的底物不同，硫酸盐还原细菌可以分为3类：氧化氢的硫酸盐还原菌、氧化乙酸的硫酸盐还原菌、氧化含3个或3个以上碳原子脂肪酸的硫酸盐还原菌。

1.2 硫酸盐还原菌处理味精废水的工作原理

味精废水厌氧处理过程中硫酸盐、亚硫酸盐被还原为硫化氢，高浓度的硫化氢抑制产甲烷菌的活性，使产气量下降。如果利用硫酸盐还原菌的异氧特性，采用硫酸盐还原菌对味精废水进行厌氧处理，在还原硫酸盐、亚硫酸盐的同时，去除COD。由于硫酸盐还原菌耐硫化氢能力强于产甲烷菌，所以该反应过程可以持续进行。

味精废水的厌氧处理主要是利用硫酸盐还原菌去除废水中的有机物。

其反应如下：

2 硫酸盐还原菌处理味精废水试验研究

2.1 味精废水厌氧处理试验研究工艺流程

本次试验采用厌氧UASB反应器，反应器由有机玻璃组成。试验采用两相厌氧。污水首先由提升泵进入A段UASB，出水曝气吹脱硫化氢，然后进入B段UASB。UASB内置套管加热，保证UASB内部温度恒定。

2.2 味精废水厌氧处理试验

2.2.2 化验项目及办法 COD采用重铬酸钾法；NH3-N采用滴定法；S采用重量法；硫化物采用碘量法；pH值采用玻璃电极法；挥发酸采用容量法。

2.2.3 工艺运行条件温度为35℃；pH值范围在5～9。

2.2.4 试验过程及结果本次试验历时130 d。

根据进水的COD浓度，可以将试验分为两个阶段：第一阶段，进水的COD在2～5 g/L，出水硫化物在200 mg/L以下；第二阶段，进水的COD在5～10 g/L，出水硫化物在3 000 mg/L。

2.2.4.1 第一阶段试验结果如下

①A段UASB反应器实验结果 A段UASB反应器进水水质：COD为 2～5 g/L；为 0.4～3 g/L；pH 值为 6～9；碱度为12.5 g/L。A段UASB反应器出水水质：COD为1.5～2.5 g/L；为0.5～2 g/L；pH值为7～8；硫化物为30～300 mg/L；碱度为1.5～3 g/L。A段UASB反应器COD的去除率为60%。

②B段UASB反应器实验结果 B段UASB反应器进水水质：COD 为 1.5～2.5 g/L；为 0.5～2 g/L；pH 值为 7～8；碱度为1.5～3 g/L。B段UASB反应器出水水质：COD为0.5～2 g/L；为 0.6～2 g/L；pH 值为 7～8；硫化物为 100～380 mg/L；碱度为2～3 g/L。B段UASB反应器COD的去除率为50%。

2.2.4.2 第二阶段试验结果如下

①A段UASB反应器实验结果 A段UASB反应器进水水质：COD为 5～10 g/L为 2～6 g/L；pH 值为 6～9；碱度为1.5～2.5 g/L。A段UASB反应器出水水质：COD为1.5～3 g/L； S为 0.5～2 g/L；pH 值为 7～7.5；硫化物为 150～400 mg/L；碱度为2.5～5 g/L。A段UASB反应器COD的去除率为70%。

②B段UASB反应器实验结果 B段UASB反应器进水水质：COD 为 1.5～3 g/L；S为 0.5～2 g/L；pH 值为 7～7.5；碱度为2.5～5 g/L。B段UASB反应器出水水质：COD为1.5～2 g/L；为 0.05～2.5 g/L；pH 值为 7～8.5；硫化物为 70～300 mg/L；碱度为2～3 g/L。B段UASB反应器COD的去除率为40%。

3 试验结果分析

从味精废水厌氧处理试验结果可以看出：①味精废水厌氧处理是可行的。采用两级UASB反应器，COD从10 g/L降解到1.5～2 g/L，COD去除率可以达到80%。②厌氧反应器出水COD、pH值稳定。味精废水经厌氧处理后，出水pH值趋于中性。③味精废水厌氧处理过程中，废水的硫化物浓度上升，硫酸根浓度降低。