硫酸盐废水处理过程中SRB与MPB的协同作用研究

摘要

本文针对硫酸盐废水处理过程中，SRB对MPB的二级抑制，采用ABR反应器，以各隔室中的COD、硫酸盐、硫化物、pH等为研究对象，通过改变系统负荷和HRT，以探索反应器中SRB与MPB协同去除有机物的机理，初步得出了系统中的硫酸盐、COD、pH等变化趋势，探讨了ABR处理硫酸盐废水时的相分离作用。通过在硫酸盐还原相、硫酸盐还原相末端和产甲烷相前端曝气，研究了曝气对系统硫酸盐、COD和pH等变化的影响，总结了曝气对SRB与MPB协同去除有机物的影响。采用ABR反应器处理含硫酸盐废水时，硫酸盐和COD会在前面隔室被大量去除，硫化物浓度迅速增加，抑制后面隔室的SRB和MPB的作用。反应器中的硫化物浓度在氧化还原平衡和溶解平衡两种作用下保持上下波动。硫酸盐还原相受HRT的影响较大，而受负荷的影响相对较小，在碳硫比为2，HRT为24 h时，COD负荷为2 kg/(m3·d)时，硫酸盐还原主要发生在第一隔室中；进水负荷不变，HRT减小一半，硫酸盐还原主要发生在第一、二、三隔室中；负荷增加一半，硫酸盐还原主要发生在前四隔室中。在碳硫比为2，进水负荷在2~4 kg/(m3·d)时，COD和硫酸盐的去除率并未因负荷增加而减小。在碳硫比为2，进水负荷为4 kg/(m3·d)时，HRT在12~24 h之间，HRT越小，去除率越高。采用ABR反应器处理含硫酸盐废水，硫酸盐还原发生在反应器前部的产酸相中，硫酸盐还原相与产甲烷相有明显的分界线。曝气能够大大减小硫化物的浓度，在产甲烷相的前端曝气最终的硫化物浓度最低，在硫酸盐还原相中曝气最终的硫化物浓度最高。通过在第四、五隔室曝气，硫酸盐去除效率稳定，且去除率升高，达到80%以上，在第三隔室曝气，硫酸盐的去除率变得不再稳定，去除率也会下降，在曝气的隔室里，硫化物被氧化成硫酸盐的量很小，不影响整体的硫酸盐的去除，在后续的隔室里，硫酸盐的去除量大大增加，所以曝气使整体的硫酸盐去除量大大增加。溶解氧对曝气所在隔室的COD的去除并不大，曝气虽然抑制了SRB和MPB，但是在一些兼性好氧菌的作用下，系统中的COD被氧化成CO2排放出去，之后的隔室里，COD在SRB和MPB的协同作用下，去除量明显增加。在不同的隔室曝气，最终的COD的去除率有所差别，在第五隔室曝气时，最终的COD去除率最高，第四隔室次之，在第三隔室曝气时去除率最低。SRB与MPB同时存在时，ORP升高，MPB首先受到抑制，微氧曝气能够提高系统的pH，促进难降解物质的降解。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 硫酸盐废水的来源及危害

1.2 硫酸盐废水处理工艺

1.3 硫酸盐废水处理过程中的细菌及其应用

1.4 SRB与其他厌氧菌种之间的竞争与协同

1.5 硫酸盐废水处理的影响因素

1.6 课题研究的目的意义

1.7 课题的研究内容

第二章 试验装置及方法

2.1 试验装置

2.2 试验方法

第三章 反应器中各指标沿程变化的研究

3.1 不同的HRT和负荷对各个隔室硫酸根去除的影响

3.2 不同的HRT和有机负荷下，COD在反应器中沿程变化趋势

3.3 硫离子在反应器中沿程变化趋势

3.4 VFA在反应器中沿程变化趋势

3.5 pH在反应器中沿程变化趋势

3.6 碱度在反应器中沿程变化趋势

3.7 污泥性状在反应器中沿程变化趋势

3.8 不同HRT、负荷对SRB与MPB相分离的影响

3.9 SRB与MPB协同去除有机物的分析

3.10 小结

第四章 微氧曝气对SRB和MPB协同作用的研究

4.1 曝气位置对硫化物去除的影响

4.2 曝气对硫酸盐去除的影响

4.3 曝气对COD去除的影响

4.4 曝气对系统中pH的影响

4.5 SRB与MPB协同作用分析

4.6 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

作者简历