申请日2003.10.23
公开(公告)日2004.10.20
IPC分类号C02F3/00
摘要
硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法，涉及高浓度工业废水生物处理领域。本发明按以下操作步骤进行：1.工艺形式为连续流完全混合搅拌槽式产酸脱硫反应器，并投加入轻质填料增加生物量;2.驯化活性污泥，驯化期25～30天;3.快速启动产酸脱硫反应器，启动期约20d;4.定量化调控微生物的限制性生态因子;5.控制产酸细菌的代谢途径为乙醇型发酵;6.控制微生物群落的代谢类型为乙酸型代谢方式;另一种操作方法是控制生物脱硫反应系统的运行条件来达到本发明的目的。本发明解决了目前高浓度硫酸盐废水处理能力低下的难题，调控微生物群落稳定在最佳代谢类型，使废水中的硫酸盐去除率超过90%。
権利要求書
1.一种硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法，它的操作步骤包括： (1)采用连续流完全混合搅拌槽式产酸脱硫反应器，内设气-液-固三相分离 器，并投加轻质填料;(2)驯化活性污泥;(3)快速启动生物脱硫反应系统;其 特征在于(4)控制微生物群落的代谢类型为乙酸型代谢方式：当COD/SO4 2->5.0 时，Ns<10.0kg/m3·d，pH=5.0～6.0，ORP<-300mV，ALK>1000mg/L;当 5.0>COD/SO4 2->2.0时，Ns<7.5kg/m3·d，pH=6.0～6.5，-400mV 2.一种硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法，它的操作步骤包括： (1)采用连续流完全混合搅拌槽式产酸脱硫反应器，内设气-液-固三相分离 器，并投加轻质填料;(2)驯化活性污泥;(3)快速启动生物脱硫反应系统;其 特征在于控制生物脱硫反应系统的运行条件为：COD/SO4 2-≥2.0，Ns≤7.5kg /m3·d，pH=6.0～7.0，ORP=-320～-50mV，ALK=1500～2000mg/L。 3.根据权利要求1或2所述的硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法， 其特征在于控制产酸细菌的代谢途径为乙醇型发酵：控制系统的pH=6.2～7.0， ALK=1400～1600mg/L，COD/SO4 2-=2.5～3.5，HRT>6.2h，COD负荷率低于 22.0kg/m3·d，SO4 2-负荷率小于7.6kg-/m3·d。 4.根据权利要求1或2所述的硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法， 其特征在于活性污泥驯化方法如下：将种泥与活性炭混合，采用硫酸盐废水作 为培养液，其COD浓度为3000mg/L，SO4 2-浓度为2000mg/L;控制培养液pH 值大于5.0，厌氧培养;5天换一次培养液，操作时尽量减少污泥在空气中的暴 露时间;驯化期为25～30天，驯化完成时泥水混合液底部的氧化还原电位为 -200～-250mV。 5.根据权利要求1或2所述的硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法， 其特征在于生物脱硫反应系统的启动过程为：控制原水中COD/SO4 2-比值为 5.0;投加NaHCO3调节进水碱度(ALK)为500mg/L;第1～10天进水流量 10.0升/天，HRT为20小时，第11天后提高流量到20升/天，HRT为10小时; 反应器的启动期为20天。 6.根据权利要求2所述的硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法，其 特征在于具体的调控手段为：达到COD/SO4 2-≥2.0，需提高COD浓度或降低 SO4 2-浓度;达到Ns≤7.5kg/m3·d，需同时满足HRT=6～8h，反应器内活性生物 量达到15000～20000mg/L和H2S浓度小于225mg/L三个条件;达到pH= 6.0～7.0，需同时满足Ns≤7.5kg/m3·d，COD/SO4 2-≥2.0和进水中ALK≥300mg/L 三个条件;达到ORP=-320～-450mV，需同时满足Ns≤7.5kg/m3·d，COD/SO4 2- ≥2.0和pH=6.0～7.0三个条件且控制厌氧状态，或投加还原剂、铁粉;达到 ALK=1500～2000mg/L，需同时满足Ns≤7.5kg/m3·d，COD/SO4 2-≥2.0， pH=6.0～7.0，且液相末端产物中VFA浓度小于2000mg/L，乙酸在VFA中的分 布比例为50%～80%。 说明书 硫酸盐废水处理中微生物代谢类型调控方法 技术领域：本发明涉及高浓度工业废水生物处理领域。 背景技术：化工、制药、制革、造纸、发酵和采矿等行业排放的高浓度硫 酸盐废水是亟待解决的环境污染源之一。利用两相厌氧生物处理工艺治理硫酸 盐废水已得到环境工程界的普遍共识。该工艺系统由三个单元组成，即硫酸盐 还原单元、硫化物氧化单元和产甲烷单元。其中，硫酸盐还原单元是整个工艺 系统的限速步骤，它本质上是两相厌氧工艺系统的产酸相，是在有机物的酸性 发酵阶段利用硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，SRB)还原废水中富含 的硫酸盐。在此单元中，主要存在两类微生物—产酸细菌(Acidogenes，AB) 和硫酸盐还原菌。AB通过水解和酸化作用将废水中的有机物转化为小分子有 机酸和醇等发酵产物，从而为SRB提供了还原硫酸盐的电子供体。AB营不同 的发酵类型会产生不同的发酵产物，而SRB对不同发酵产物的利用能力也存在 较大差异。因此，硫酸盐还原单元往往运行效果不稳定，硫酸盐去除率一般低 于80%。解决这一问题的瓶颈因素是如何通过外部调控手段，使微生物群落出 现最佳代谢类型，加速AB和SRB两种群间的协同代谢关系。但是，目前国内 外尚无对生物脱硫工艺系统中微生物代谢类型的深入研究和报道。 发明内容：为了解决高浓度硫酸盐废水处理能力低下的难题，本发明提供 一种基于微生物生理生态学原理的工程控制对策，实现微生物群落的乙酸型代 谢方式，从而大幅度提高废水中硫酸盐的去除率。硫酸盐废水处理中微生物代 谢类型调控方法操作步骤包括(1)采用连续流完全混合搅拌槽式产酸脱硫反应 器，内设气-液-固三相分离器，并投加轻质填料;(2)驯化活性污泥;(3)快 速启动生物脱硫反应系统;(4)控制微生物群落的代谢类型为乙酸型代谢方式： 当COD/SO4 2->5.0时，Ns<10.0kg/m3·d，pH=5.0～6.0，ORP<-300 mV，ALK>1000 mg/L;当5.0>COD/SO4 2->2.0时，Ns<7.5kg/m3·d，pH=6.0～6.5，-400mV