第３２卷第８期 ２０１２年８月 工业水处理 Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｖｏｌ＿３２ Ｎｏ．８ ｇ．．２０１２ ＣＯＤ／ＳＯ４２＿对含硫酸盐印染废水厌氧处理的影响 黄瑞敏，周海滨，何杰财 （华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州５１０００６） ［摘要］利用复合式厌氧折流板反应器（ＨＡＢＲ），以某生产全棉机织布的印染厂含硫酸盐印染废水作为原水，在 温度为３０～４Ｏ℃．水力停留时间ＨＲＴ：２４ ｈ条件下，研究了ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２－）变化对ＨＡＢＲ处理效能的影响。结果表 明ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ２－）＞３时，系统运行状况良好，ＣＯＤ、硫酸盐去除率均较高；当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２－）≤３时，系统运行效 果较差。 ［关键词］复合式厌氧折流板反应器；印染废水；挥发性脂肪酸 【中图分类号］Ｘ７０３ 【文献标识码］Ａ 【文章编号］１００５—８２９Ｘ（２０１２）Ｏ８—０Ｏ５３—０３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃ０Ｄ／Ｓ０｝ｏｎ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｉｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｄｙｅｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｓｕｌｆａｔｅ Ｈｕａｎｇ Ｒｕｉｍｉｎ，Ｚｈｏｕ Ｈａｉｂｉｎ，Ｈｅ Ｊｉｅｃａｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃ ｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２－）ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆｔｈｅ ｈｙｂｒｉｄ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｂａｆｌｆｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ （ＨＡＢＲ）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｔｉｍｅ（ＨＲＴ）ｉｓ ２４ ｈ，ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａ— ｔｕｒｅ ３０－４０℃．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｄｙｅｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｓｕｌｆａｔｅ ｆｒｏｍ ａ ｃｏｔｔｏｎ－ｗｏｖｅｎ ｃｌｏｔｈ ｆａｃｔｏｒｙ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｒａｗ ｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２－）ｉｓ＞３，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｅｔｔｙ ｇｏｏｄ：ｂｏｔｈ ｏｆｔｈｅ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｒａｔｅｓ ｏｆ ＣＯＤ ａｎｄ Ｓ０４２一ａｒｅ ｐｒｅｔｔｙ ｈｉｇｈ．Ｗｈｅｎ ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２一）ｉｓ≤３，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｅｌ－ ｆｅｅｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｒａｔｈｅｒ ｐｏｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｂｒｉｄ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｂａｆｆｌｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ；ｐｒｉｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｄｙｅｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；Ｖ０ｌａｔｉｌｅ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ 生产全棉机织布的印染企业生产过程中产生的 废水主要包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光 ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２－）加以控制。虽然ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２－） 是影响厌氧过程的一个重要因素［７－８３．但由于各研究 者采用的基质和反应器类型等不同．因此得到的关 于ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２－）影响厌氧效果的结论不尽相同。 笔者采用复合式厌氧折流板反应器（ＨＡＢＲ）对 废水、染色废水和印花废水等。退浆废水水量较小， 但含有大量的浆料和烧碱，其ＣＯＤ可高达１０ Ｌ， 且碱度强、可生化性差［】－２］。对含退浆废水的高浓度 印染废水的混凝脱色处理一般采用硫酸亚铁较为经 济有效，但硫酸亚铁投加量较高。且易水解，产生大 量的硫酸盐，与用硫酸调节ｐＨ时产生的硫酸根一 含硫酸盐印染废水进行处理．考察了不同ｍ（ＣＯＤ）： ｍ（ＳＯ４２－）对ＨＡＢＲ运行过程中ＣＯＤ的去除率、硫酸 盐的还原率以及硫化物浓度变化、挥发性脂肪酸 （ＶＦＡ）浓度变化情况的影响。 起进入废水后。造成废水中硫酸盐含量较高。而当使 用厌氧法处理含硫酸盐废水时．硫酸盐的存在会使 厌氧系统出现产甲烷菌（ＭＰＢ）和硫酸盐还原菌 （ＳＲＢ）竞争基质的现象，并且硫酸盐还原产物（硫化 物）对ＭＰＢ和ＳＲＢ有毒性抑制作用［３－５ ３ 硫酸盐还 １ 实验部分 １．１实验装置 本实验所用ＨＡＢＲ由８ ｍｍ厚的ＰＶＣ板制成． 尺寸为ｌ ８００ ｍｍｘ３５０ ｍｍｘｌ ３００ ｍｍ．有效容积７５０ Ｌ． 反应器内分为４个反应室．从第一格室下面用穿孔 管均匀进水 后面三个格室每室由一个上流室和一 一原作用不仅降低了微生物的活性．而且严重时可 使厌氧处理系统运行失败，６］．因而有必要对废水的 ５３— 试验研究 个下流室组成。二者宽度比为４：１。在通往上流室的 挡板下部边缘有４５ｏ导流板布水．便于将水送至上 流室的中心。使泥水充分混合接触．维持较高的污泥 浓度，同时可避免水流进入时产生的冲击．起到缓冲 水流和均匀布水的作用．从而有利于对微生物固体 的截留及微生物的生长．保证了运行效果 反应器上 部增设组合双环填料．使污泥与废水接触更充分 反 应器内废水温度为３Ｏ～４Ｏ℃，水力停留时间（ＨＲＴ） 为２４ ｈ。实验装置如图１所示。 图１实验装置 １．２实验用水 实验在广东省揭阳市某全棉机织布印染厂废水 处理站进行．该印染厂产生的退浆废水在与其他工 序产生的废水混合后，ＣＯＤ仍高达５ ｇ／Ｌ，ｐＨ约１３， 在用硫酸调节ｐＨ后．由硫酸亚铁混凝脱色预处理 并沉淀，出水水质见表１。取其出水作为实验用水。 表１混凝沉淀后出水水质 １．３分析测试方法 ＣＯＤ：重铬酸钾法［９ ；ＳＯ４ 浓度：铬酸钡光度法（９ ； 硫化物浓度：碘量法 ：ＶＦＡ：水蒸气蒸馏法［－。’。 １．４实验阶段 为了探讨不同ｒｅ（ＣＯＤ）：ｅｒ（ＳＯ￣－）对ＨＡＢＲ运行 效能的影响．在系统运行稳定后，保持进水ＣＯＤ为 ４ ０００ ｍｇ／Ｌ不变（用葡萄糖调节），进水ｓｏ？一质量浓 度从４００ ｍｇ／Ｌ逐步增加至８ ０００ ｍｇ／Ｌ（用硫酸钠调 节），使得ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ２一）分别为１０、９、８、７、６，５、 ４、３、２、１、０．５。每次改变ＳＯ４ 浓度时，连续１０ ｄ测定 反应器ＣＯＤ去除率、Ｓ０４２－去除率、出水硫化物浓度、 ＶＦＡ浓度等指标，取各指标的最大值。 ２实验结果与讨论 ２．１ ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ￣－）对ＣＯＤ、ＳＯ４２－去除率的影响 ／７１（ＣＯＤ）：ｍ（ｓｏ？一）对ＣＯＤ、ｓｏ？一去除率的影响 见图２ 工业水处理２０１２—０８．３２（８） ｍ（ＣＯＤ）．＇ｍ（ＳＯ４ ） 图２ ｍ（ＣＯＤ）：ｅｒ（ＳＯ？－）对ＣＯＤ、ＳＯ？－去除率的影响 从图２可以看出．ＣＯＤ、硫酸盐去除率均随 ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ２－）减小而降低。当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２－） 为４—１０时，其对二者去除率的影响不大．其中ＣＯＤ 去除率为８２．６１％～８７．４８％．硫酸盐去除率为８１．５７％ 一９１．１９％。当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２－）＝３时，系统对ＣＯＤ的 去除率下降至７６．６５％。对硫酸盐去除率下降至 ７１．８３％。当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２一）＝２时，二者去除率均 大幅下降。反应器运行效果变差．ＣＯＤ去除率为 ２３．３９％，硫酸盐去除率为３０．２４％。当ｍ（ＣＯＤ）： ｍ（ｓｏ？一）＝０．５时，系统运行失败，ＣＯＤ去除率仅为 ９．５６％．硫酸盐去除率仅为１３．２５％ 分析原因，可能是由于ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ｓｏ？一）较高 时．实质是硫酸盐的质量浓度逐渐变小．充足的底物 使硫酸盐有较高的去除率；ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ｓｏ？一）过低 时，ＳＯ 相对过剩，ＣＯＤ还原能力不足，导致ＳＲＢ的 生物活性降低。系统ＣＯＤ去除率和硫酸盐的还原去 除率均下降（１１］ ２．２ ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４￣）对出水硫化物浓度的影响 ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２一）对出水硫化物浓度的影响见 图３ 吕 鹾 长 丑 ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４ ’） 图３ ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ？－）对出水硫化物浓度的影响 蝴渤 工业水处理２０１２—０８．３２（８） 黄瑞敏，等：ＣＯＤ／ＳＯ２－Ｘｔ￣ 盐印染废水厌氧处理的影响 如图３所示，随着ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２一）的降低，出 水硫化物质量浓度逐渐升高。当ｍ（ＣＯＤ）：ｅｒ（Ｓ０４２－） 为４ １Ｏ时．出水硫化物质量浓度随着ｍ（ＣＯＤ）： ｍ（Ｓ０４２一）减少增加较缓慢，ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２一）＝３时， 硫化物质量浓度为１４３ ｍｇ／Ｌ，结合图２可知， ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２一）为４ １Ｏ时，系统对ＣＯＤ、ＳＯ 一 的去除效果较好．说明该范围内产生的硫化物未 对系统中的细菌产生明显的抑制作用；ｍ（ＣＯＤ）： ｍ（Ｓ０４２一）≤３时，出水硫化物质量浓度大幅增加， ＣＯＤ、硫酸盐去除率均较低，说明硫化物对ＭＰＢ和 ＳＲＢ均产生了较强的抑制作用，导致系统对ＣＯＤ、 Ｓ０４２－的去除效果较差。ＣＯＤ去除率下降的幅度大于 硫酸盐去除率下降的幅度．说明产甲烷菌（ＭＰＢ）对 硫化物毒性的敏感性强于硫酸盐还原菌（ＳＲＢ），当硫 化物增加到一定程度时ＭＰＢ先于ＳＲＢ受到抑制 ２．３ ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２－）对ＶＦＡ浓度的影响 ｍ（ＣＯＤ）：ｅｒ（Ｓ０４２－）对ＶＦＡ浓度的影响如图４所 示 善 耄 ｅｒ（ＣＯＤ）：ｅｒ（Ｓ０４ ‘） 图４ ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ￣－）对出水ＶＦＡ浓度的影响 由图４可见，随着ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ｓｏ２一）减小，出水 ＶＦＡ质量浓度逐渐增加．当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２一）为４ １０时，出水ＶＦＡ质量浓度均较低，小于３０５ｍｇ／Ｌ．此 时，系统ＣＯＤ、硫酸盐去除率均较高．运行效果良 好。当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２－）从４降至３时．出水ＶＦＡ质 量浓度从３０５ ｍｇ／Ｌ增至９１６ ｍｇ／Ｌ。当ｍ（ＣＯＤ）： ｍ（５０４２一）降至２时。出水ＶＦＡ质量浓度高达１ ８５０ ｍｇ／Ｌ．系统对ＣＯＤ去除率较低．反应器运行效果较 差，当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２一）＝Ｏ．５时，出水ＶＦＡ质量浓 度为２ ８６２ ｍｇ／Ｌ，系统运行失败。 ３ 结论 采用复合式厌氧折流板反应器（ＨＡＢＲ）处理含 硫酸盐印染废水时，ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２＿）可作为ＨＡＢＲ 运行的重要参数之一。当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（ＳＯ４２一）＞３时， 反应器运行良好．对印染废水的ＣＯＤ、硫酸盐的去 除率均较高．出水硫化物质量浓度小于１４３ ｍｇ／Ｌ：当 ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２－）≤３时，反应器处理效能较差，ＣＯＤ、 硫酸盐去除率均急剧下降；当ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２一）≤ ０．５时。反应器运行失败。因此。要想保持ＨＡＢＲ处 理含硫酸盐印染废水有较高的ＣＯＤ、硫酸盐去除率 需保证ｍ（ＣＯＤ）：ｍ（Ｓ０４２－）＞３。 ［参考文献］ ［１］林琳，陈志华．２００９／２０１０中国印染行业发展报告［Ｊ］．印染，２０１０ （８）：４６－５０． ［２］文淦斌，黄瑞敏，黄春梅，等．Ｆｅｎｔｏｎ／ＢＡＦ组合工艺处理全棉机 织布印染废水研究［Ｊ］．中国给水排水，２０１１，２７（３）：１６—１９． ［３］缪应祺．废水生物脱硫机理及技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社， ２００４：３０—３１． － ［４］胡明成，龙腾锐．含硫酸盐废水厌氧处理过程中底物的竞争［Ｊ］． 桂林电子科技大学学报，２００６，２６（５）：３９０—３９４． ［５］Ｒｉｎｚｅｍａ Ａ，Ｌｅｔｔｉｎｇａ Ｇ．Ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｌｆａｔｅ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ［Ｍ］／／Ｗｉｓｅ Ｄ Ｌ．Ｂｉｏｔｒｅａｔｍｅｎｔ 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