李俊，李燕，羅干，李?lèi)?ài)民

（南京大學(xué) 環(huán)境學(xué)院 污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京　210023）

兩相厭氧工藝處理硫酸鹽有機(jī)廢水研究進(jìn)展

李俊，李燕，羅干，李?lèi)?ài)民

（南京大學(xué) 環(huán)境學(xué)院 污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210023）

兩相厭氧工藝通過(guò)相分離，把硫酸鹽還原過(guò)程與產(chǎn)甲烷過(guò)程分開(kāi)，避免了硫酸鹽還原菌（SRB）對(duì)產(chǎn)甲烷菌（MPB）的干擾，因此兩相厭氧工藝在處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。指出了厭氧法處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水中存在的問(wèn)題，提出了采用兩相厭氧工藝處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水，綜述了兩相厭氧工藝處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水的研究進(jìn)展，分析了兩相厭氧工藝的實(shí)現(xiàn)方式、處理效果，以及與硫化物生物氧化相結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)污染物的無(wú)害化、資源化的方法。

兩相厭氧工藝；高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水；相分離；氣提脫硫；硫化物生物氧化

制藥、造紙、印染、食品加工等領(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程中排放出含有大量硫酸鹽的有機(jī)廢水。如果這些廢水進(jìn)入水體，將會(huì)造成水體酸化，影響水生生物的正常生長(zhǎng)；在厭氧環(huán)境中，硫酸鹽會(huì)被還原產(chǎn)生H2S，腐蝕設(shè)備管道；此外，H2S有惡臭，高濃度的H2S還會(huì)引起人神經(jīng)中毒。因此，硫酸鹽有機(jī)廢水的處理研究具有重要的實(shí)際意義。

硫酸鹽有機(jī)廢水的處理方法有化學(xué)沉淀法、膜分離技術(shù)（納濾和反滲透）以及厭氧生物法?；瘜W(xué)沉淀法處理成本較高，且反應(yīng)和分離過(guò)程需要的時(shí)間較長(zhǎng)。膜技術(shù)對(duì)原水預(yù)處理要求嚴(yán)格，膜污染嚴(yán)重，并且只是實(shí)現(xiàn)了污染物的物理分離，污染程度沒(méi)有從根本上得到解決。而厭氧生物法由于處理負(fù)荷高，占地面積小，能耗低等優(yōu)點(diǎn)在硫酸鹽廢水的處理上得到了廣泛的應(yīng)用［1］。

20世紀(jì)80年代，人們大多采用單相厭氧反應(yīng)器處理硫酸鹽有機(jī)廢水。然而，在單相厭氧反應(yīng)器中，由于硫酸鹽還原菌（SRB）對(duì)產(chǎn)甲烷菌（MPB）存在初級(jí)抑制和次級(jí)抑制作用，常常使得厭氧反應(yīng)器運(yùn)行失?。?］。為此有人嘗試將還原硫酸鹽所產(chǎn)生的H2S及時(shí)地排除出去，開(kāi)發(fā)出單相吹脫工藝。還有人嘗試將產(chǎn)生的H2S通過(guò)生物氧化轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)硫，從而消除硫污染。然而單相厭氧工藝只能減輕SRB對(duì)MPB的抑制作用，反應(yīng)器中的H2S不會(huì)完全去除。另外，MPB和SRB還存在基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，這是采用單相反應(yīng)器處理硫酸鹽有機(jī)廢水所無(wú)法解決的問(wèn)題。

將兩相厭氧工藝應(yīng)用到硫酸鹽有機(jī)廢水的處理上可以說(shuō)是一次革命性的突破。兩相厭氧工藝通過(guò)將硫酸鹽的還原過(guò)程和產(chǎn)甲烷過(guò)程分離，使得這2個(gè)過(guò)程分別在2個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，從而解決了SRB對(duì)MPB的抑制問(wèn)題。本文從相分離的實(shí)現(xiàn)方式，兩相厭氧工藝對(duì)硫酸鹽有機(jī)廢水的處理效果，硫化物生物氧化在兩相厭氧工藝中的應(yīng)用等角度，綜述了兩相厭氧工藝處理硫酸鹽有機(jī)廢水的最新研究進(jìn)展。

1　厭氧法處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水存在的問(wèn)題

一般采用厭氧法處理高濃度有機(jī)廢水，但是當(dāng)這些廢水中硫酸鹽含量較高時(shí)，會(huì)給廢水處理帶來(lái)很大困難。一方面，MPB與SRB之間存在著基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)共同的底物（氫氣和乙酸）；另一方面，硫酸鹽還原產(chǎn)物硫化物對(duì)MPB和SRB產(chǎn)生毒性抑制作用。硫酸鹽還原作用不僅影響微生物的活性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致厭氧處理系統(tǒng)的崩潰［2］。

1.1SRB與MPB的基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)

厭氧過(guò)程中COD的去除經(jīng)由氫氣和乙酸轉(zhuǎn)化為甲烷，然而氫氣和乙酸又是MPB與SRB共同的底物。在細(xì)菌對(duì)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中，最大比乙酸消耗速率（Vm）值高且半速度常數(shù)（Km）值低的細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯［3］。SRB相比MPB具有更大的Vm和更低的Km值，對(duì)底物的親和力更強(qiáng)。所以，SRB利用氫氣和乙酸的同時(shí)，對(duì)MPB存在著競(jìng)爭(zhēng)性抑制，其結(jié)果直接使厭氧處理效果大幅下降。

1.2硫酸鹽還原產(chǎn)物硫化物的毒性抑制作用

硫酸鹽的還原產(chǎn)物包括H2S、HS-、S2-和金屬硫化物等。MPB極易受到這些物質(zhì)的抑制。其中游離態(tài)的H2S抑制作用最強(qiáng)，這是由于H2S呈電中性，可穿過(guò)帶負(fù)電的菌體細(xì)胞膜，進(jìn)而破壞其蛋白質(zhì)。Khan等［4］通過(guò)試驗(yàn)比較了H2S、HS-、S2-和金屬硫化物的抑制作用，發(fā)現(xiàn)游離態(tài)的H2S毒性遠(yuǎn)大于其它化合態(tài)的硫，且不溶性硫化物對(duì)厭氧系統(tǒng)幾乎沒(méi)有抑制作用。Reis等［5］通過(guò)研究提出硫化物中溶解性的H2S對(duì)微生物的毒害作用是最主要的。

2　兩相厭氧工藝處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水的提出

厭氧消化過(guò)程可分為水解發(fā)酵、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷3個(gè)階段。在水解發(fā)酵階段，酸化菌（AB）將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成短鏈脂肪酸。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將第一階段產(chǎn)物即有機(jī)酸、乙醇等轉(zhuǎn)化為乙酸。在產(chǎn)甲烷階段，MPB將乙酸和氫氣、二氧化碳分別轉(zhuǎn)化為甲烷。由于MPB和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌屬于共生互營(yíng)細(xì)菌，可以把它們歸為一相，即產(chǎn)甲烷相；而把AB分歸另一相，即產(chǎn)酸相。傳統(tǒng)的厭氧消化工藝中，AB和MPB在單相反應(yīng)器內(nèi)完成厭氧消化全過(guò)程，由于二者的特性有較大差異，對(duì)環(huán)境條件的要求不同，因此無(wú)法使二者都處于最佳的生理狀態(tài)。而兩相厭氧工藝通過(guò)相的分離，使AB和MPB在2個(gè)反應(yīng)器內(nèi)生長(zhǎng)，并為AB和MPB提供了最佳生長(zhǎng)環(huán)境，與單相厭氧法相比，兩相厭氧工藝的處理能力和效率有很大的提高［6］。

Reis等［7］和Mizuno等［8］的研究證明了AB的產(chǎn)酸作用可以和SRB的硫酸鹽還原作用同時(shí)進(jìn)行，這使得產(chǎn)酸反應(yīng)器可以作為處理含硫酸鹽廢水的專(zhuān)項(xiàng)反應(yīng)器，即產(chǎn)酸-硫酸鹽還原反應(yīng)器。產(chǎn)酸過(guò)程和硫酸鹽還原過(guò)程通過(guò)產(chǎn)酸-硫酸鹽還原反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行，而COD的去除主要通過(guò)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行。產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相和產(chǎn)甲烷相的分離有如下優(yōu)點(diǎn)：由于硫酸鹽還原過(guò)程和產(chǎn)甲烷過(guò)程分別發(fā)生在2個(gè)反應(yīng)器之中，從而有效地避免了MPB與SRB的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題；部分SRB可以代謝水解發(fā)酵過(guò)程中的部分產(chǎn)物，促進(jìn)其水解酸化過(guò)程的進(jìn)行；AB比MPB有著更高的硫化物耐受閾值，因此硫酸鹽還原過(guò)程產(chǎn)生的硫化物對(duì)產(chǎn)酸過(guò)程的影響較?。划a(chǎn)酸-硫酸鹽還原反應(yīng)器處于弱酸狀態(tài)，硫化物的主要存在形式為H2S，可以吹脫去除。

3　兩相分離的實(shí)現(xiàn)方式

相分離的實(shí)現(xiàn)是兩相厭氧生物處理工藝應(yīng)用的第一步。相分離的方法是根據(jù)兩大類(lèi)菌群的生理生化特性的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3.1物理化學(xué)法

化學(xué)法是直接往反應(yīng)器中投加MPB的選擇性抑制劑，如鉬酸鈉（Na2MoO4）、四氯化碳等來(lái)抑制MPB的生長(zhǎng)。物理法是采用可通過(guò)有機(jī)酸的選擇性半透膜，使得產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相反應(yīng)器出水的多種有機(jī)物中只有有機(jī)酸才能進(jìn)入后續(xù)的產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器。

方俊華等［9］采用CSTR和UASB組成的兩相厭氧系統(tǒng)，使用Na2MoO4作為抑制劑進(jìn)行分相研究。結(jié)果表明，投加鉬酸鹽有助于提高產(chǎn)酸相的酸化以及兩相厭氧系統(tǒng)的出水水質(zhì)，不僅獲得了較好的分相效果，而且鉬酸鹽對(duì)產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器的負(fù)面影響也比較小。因此，應(yīng)用兩相厭氧工藝處理合成制藥廢水時(shí)，把鉬酸鹽作為抑制劑強(qiáng)化相的分離是可行的。

酸化率（AR）［10］可較全面反映不同進(jìn)水和處理?xiàng)l件下的水解效果。譚欽文等［11］研究表明，投加鉬酸鹽后，酸化相反應(yīng)器的酸化率由原先的50%上升到60%，產(chǎn)甲烷相的出水酸化率降低，最低為3%。鉬酸鹽對(duì)MPB是殺滅性的，而AB卻可以很快地適應(yīng)鉬酸鹽。投加鉬酸鹽可以提高硫酸鹽還原相的酸化率，從而提高產(chǎn)甲烷相出水水質(zhì)，強(qiáng)化兩相厭氧反應(yīng)器分相效果。

Hasnain等［12］研究表明，雖然投加鉬酸鹽無(wú)論對(duì)硫酸鹽還原相還是產(chǎn)甲烷相的出水VFA影響都不大，但可以改變VFA的組成。投加鉬酸鹽之前，出水VFA之中乙酸濃度最高；投加鉬酸鹽之后，丁酸的濃度升至最高，過(guò)量投加鉬酸鹽時(shí)會(huì)使得丁酸濃度降低，乙酸濃度升高，但丁酸還是最主要的VFA；停止投加鉬酸鹽并降低進(jìn)水負(fù)荷后，丁酸濃度降低，乙酸濃度增加，并重新成為濃度最高的VFA，乙酸和丁酸成為主要的酸化產(chǎn)物。

3.2動(dòng)力學(xué)控制法

由于MPB和SRB在生長(zhǎng)速率上存在著很大的差異，可以把產(chǎn)酸-硫酸鹽還原反應(yīng)器的HRT控制在一個(gè)較短的范圍內(nèi)，這樣可以使世代較長(zhǎng)的MPB被沖出，從而使AB成為優(yōu)勢(shì)種群，最終實(shí)現(xiàn)了相的分離。Jeyasee1an等［13］試驗(yàn)表明，當(dāng)產(chǎn)酸相反應(yīng)器的HRT在4～8 h之間時(shí)，兩相厭氧系統(tǒng)可以取得最好的相分離效果。

目前應(yīng)用最廣泛的是調(diào)節(jié)硫酸鹽還原相的pH值，并結(jié)合動(dòng)力學(xué)控制法［9］。但無(wú)論采用哪種方法，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)相的徹底分離，而只能夠使SRB和MPB分別在2個(gè)反應(yīng)器中成為優(yōu)勢(shì)種群。

4　兩相厭氧工藝處理效果

4.1兩相厭氧工藝對(duì)COD和硫酸鹽的去除效果

Wei等［14］采用以射流循環(huán)厭氧流化床反應(yīng)器（JLAFB）作為硫酸鹽還原相，以厭氧流化床反應(yīng)器（AFB）作為產(chǎn)甲烷相的兩相厭氧反應(yīng)器來(lái)處理高濃度的硫酸鹽有機(jī)廢水。結(jié)果表明：當(dāng)ρ（COD）/ ρ（SO42-）大于1.2，AFB反應(yīng)器中COD去除率達(dá)到80%，兩相厭氧反應(yīng)器總的COD去除率達(dá)到90%。當(dāng)ρ（COD）/ρ（SO42-）大于3時(shí)，JLAFB和AFB反應(yīng)器的硫酸鹽去除率都大于80%，總的硫酸鹽去除率大于95%。去除COD和硫酸鹽的目的不同對(duì)ρ（COD）/ρ（SO42-）值的要求也不同。Madden等［15］采用兩相厭氧反應(yīng)器（UASB-AF），在低溫下（15℃）處理硫酸鹽有機(jī)廢水，當(dāng)ρ（COD）/ρ（SO42-）值在3～8之間時(shí)，兩相厭氧反應(yīng)器總的COD去除率在90%以上，硫酸鹽的平均去除率為98.3%。李玲等［16］采用硫酸鹽還原-氣提脫硫-甲烷化的串聯(lián)工藝，在回流比為15∶1的條件下，產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相反應(yīng)器的硫酸鹽負(fù)荷可以達(dá)到10.5kg/（m3·d），硫酸鹽的去除率在80%以上。產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器中COD負(fù)荷達(dá)到15kg/（m3·d）時(shí)，COD去除率達(dá)到85%。此外，當(dāng)ρ（COD）/ρ（SO42-）值在3以上時(shí)，系統(tǒng)COD和硫酸鹽的去除率都在90%以上。韋朝海等［17］以JLAFB為酸化-硫酸鹽還原相，以厭氧顆粒污泥流化床反應(yīng)器（AGSFB）為產(chǎn)甲烷相組成的兩相厭氧系統(tǒng)處理高濃度的硫酸鹽有機(jī)廢水。在進(jìn)水COD負(fù)荷為26.0kg/（m3·d），硫酸鹽負(fù)荷為8.5kg/（m3·d）的條件下，兩相厭氧系統(tǒng)總的COD去除率為86.9%，硫酸鹽去除率為97.6%。

4.2兩相厭氧工藝對(duì)出水硫化物濃度的控制

如果產(chǎn)酸-硫酸鹽還原反應(yīng)器內(nèi)硫化物濃度不高，可以直接用兩相厭氧反應(yīng)器處理高濃度的硫酸鹽有機(jī)廢水；而如果硫化物和游離態(tài)的H2S的質(zhì)量濃度高于耐受閾值100和60mg/L［14］，便會(huì)對(duì)硫酸鹽還原過(guò)程產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，此時(shí)需要用惰性氣體進(jìn)行吹脫。

Wei等［14］采用氣提法時(shí)，產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相中出水硫化物和游離態(tài)H2S的質(zhì)量濃度分別為58.6和49.7mg/L，經(jīng)第二相產(chǎn)甲烷反應(yīng)器后出水中硫化物和游離態(tài)的H2S的質(zhì)量濃度分別為58.6和9.9mg/L。如果不采用汽提法，JLAFB出水中硫化物和游離態(tài)的 H2S的質(zhì)量濃度分別達(dá)到 277.1和249.0mg/L，此時(shí)SRB明顯受到抑制，硫酸鹽還原率由87.9%降到73.9%。當(dāng)硫酸鹽負(fù)荷為12.0kg/（m3·d）進(jìn)行氣提時(shí)，出水中硫化物和游離態(tài)的H2S的質(zhì)量濃度分別為78.3和69.8mg/L，這遠(yuǎn)低于不進(jìn)行氣提時(shí)的364.3和335.5mg/L，此時(shí)硫酸鹽的還原率只有54.2%，SRB受到了嚴(yán)重的抑制作用。李玲等［16］研究表明，氣提脫硫?qū)α蚧锏娜コ蔬_(dá)到90%，出水硫化物的質(zhì)量濃度降到50mg/L以下，小于MPB的耐受閾值，因此不會(huì)對(duì)后續(xù)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器產(chǎn)生影響。

兩相厭氧工藝結(jié)合氣提法脫硫可以有效地消除SRB對(duì)MPB的初級(jí)抑制和次級(jí)抑制，但由于硫酸鹽還原產(chǎn)物硫化物的毒性、腐蝕性、惡臭以及對(duì)酸雨的貢獻(xiàn)等問(wèn)題，我國(guó)嚴(yán)格限制硫化物的排放。如何合理利用在硫酸鹽有機(jī)廢水處理過(guò)程中生成的硫化物會(huì)是未來(lái)硫酸鹽有機(jī)廢水處理和研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

5　生物脫硫

兩相厭氧工藝中硫酸鹽還原相的出水中含有大量的硫化物。進(jìn)入產(chǎn)甲烷相之前可以通過(guò)投加金屬鹽與硫化物反應(yīng)生成沉淀去除，或通過(guò)調(diào)節(jié)溶液成酸性，然后用惰性氣體進(jìn)行吹脫，也可以通過(guò)微生物的生物氧化作用把產(chǎn)生的硫化物氧化為單質(zhì)硫進(jìn)行回收利用［18-19］。沉淀法和氣體吹脫法存在運(yùn)行費(fèi)用高、二次污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而生物氧化硫化物生成單質(zhì)硫的工藝不僅去除率高、無(wú)需添加化學(xué)藥劑，而且可以回收利用單質(zhì)硫。因此硫化物生物氧化工藝受到越來(lái)越多的關(guān)注。

5.1生物脫硫的微生物

根據(jù)生物脫硫所利用的微生物的不同，主要可分為光合硫細(xì)菌（PSB）和無(wú)色硫細(xì)菌（CSB）兩大類(lèi)。

PSB是一類(lèi)以光為能源的細(xì)菌，以硫化物為電子供體，憑借體內(nèi)的光合色素，同化CO2的同時(shí)進(jìn)行光合作用。反應(yīng)過(guò)程如下：

雖然大多數(shù)的PSB都是把生成的單質(zhì)硫排出體外，但其在工程中的應(yīng)用卻不多。主要的原因有：①PSB生長(zhǎng)代謝需要光照，增加了反應(yīng)器設(shè)計(jì)的困難及運(yùn)行費(fèi)用。②部分PSB把生成的硫貯藏在體內(nèi)。③PSB產(chǎn)生1 g細(xì)胞物質(zhì)同時(shí)只能氧化1～2g硫化物，并且生物污泥產(chǎn)量大［20］。

大部分的CSB以氧氣或者氮?dú)庾鳛殡娮邮荏w，也有部分CSB可以以硝酸根或者亞硝酸根為電子受體，還原成氮?dú)猓圆幌馪SB那樣，氧化能力受到細(xì)胞生長(zhǎng)速率的限制。另外，CSB每增長(zhǎng)1 g細(xì)菌可產(chǎn)生20 g單質(zhì)硫，是PSB的10倍以上［20］。

5.2生物脫硫研究

目前，國(guó)內(nèi)外硫化物生物氧化的研究主要集中在2個(gè)方面：同步脫硫除氮和將硫化物氧化成單質(zhì)硫并進(jìn)行回收利用。

5.2.1同步脫硫除氮

Gommers等［21-22］在研究中發(fā)現(xiàn)脫氮硫桿菌可以利用硝酸鹽為電子受體，氧化醋酸和硫化物，硫化物被氧化成單質(zhì)硫，硝酸鹽還原生成氮?dú)?，?shí)現(xiàn)同步脫硫除氮。在硫化物負(fù)荷為2～3kg/（m3·d），乙酸負(fù)荷為4～6kg/（m3·d），硝酸鹽負(fù)荷為5kg/（m3·d）的條件下，乙酸、硝酸鹽和硫化物都取得了良好的去除效果。在除去溶液中溶解氧的條件下，生成的單質(zhì)硫僅有0.3%繼續(xù)被氧化成硫酸鹽或者硫代硫酸鹽。王愛(ài)杰等［23］提出了“產(chǎn)酸硫酸鹽還原（ASR）→同步脫硫反硝化（SDD）”工藝系統(tǒng)。在ASR單元，廢水中的硫酸鹽和有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為硫化物和乙酸鹽；在SDD單元，硫化物、硝酸鹽和乙酸鹽被脫氮硫桿菌轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)廢水碳、氮、硫同步脫除的目的。

5.2.2單質(zhì)硫的回收

左劍惡等［24］用CSB氧化產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相反應(yīng)器的出水，在進(jìn)水硫化物質(zhì)量濃度為20mg/L左右，硫化物容積負(fù)荷為12kg/（m3·d），HRT為22min，溶解氧的質(zhì)量濃度為5.0～5.5mg/L，pH值為7～8的條件下，硫化物的去除率超過(guò)90%，且這些硫化物中99%以上都轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。姚傳忠等［25］利用篩選得到的一株高效脫硫的硫桿菌在上流式填料床反應(yīng)器中進(jìn)行掛膜，考察菌種的篩選以及進(jìn)水pH值、水力負(fù)荷、進(jìn)水濃度和溶解氧等條件對(duì)于硫化物去除率的影響，結(jié)果表明，生物強(qiáng)化對(duì)富含硫化物的廢水具有很好的處理效果，當(dāng)HRT為40min，進(jìn)水硫化物的質(zhì)量濃度為185mg/L時(shí)，硫化物的去除率接近100%，合理控制反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度可以使單質(zhì)硫的生成率達(dá)到99%。

5.3硫化物生物氧化在兩相厭氧工藝中的應(yīng)用

楊景亮等［26］、李亞新等［27］和王愛(ài)杰等［23］在兩相厭氧工藝處理硫酸鹽有機(jī)廢水的研究基礎(chǔ)上，在產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相和產(chǎn)甲烷相之間加入生物氧化單元，提出了“硫酸鹽還原-硫化物生物氧化-產(chǎn)甲烷”的硫酸鹽有機(jī)廢水處理新工藝。

楊景亮等［26］考察了產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相反應(yīng)器的運(yùn)行效果。產(chǎn)酸-硫酸鹽還原相反應(yīng)器中硫酸鹽的容積負(fù)荷可達(dá)5kg/（m3·d），硫酸鹽的去除率達(dá)80%。在硫化物生物氧化單元，硫化物去除率達(dá)90%。甲烷相反應(yīng)器負(fù)荷可達(dá)15.8kg/（m3·d），COD去除率達(dá)到83.3%。整個(gè)工藝的COD去除率為87.6%，硫酸鹽去除率在99%以上。

Maree等［28］對(duì)金礦排水進(jìn)行了生物法去除硫酸鹽的中試規(guī)模研究，采用“初級(jí)厭氧-硫化物生物氧化-二級(jí)厭氧”組合工藝。處理后的最終產(chǎn)物為單質(zhì)硫和堿度。單質(zhì)硫可應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)之中，生成的堿度可循環(huán)利用。

Li等［29］通過(guò)兩相厭氧及兼養(yǎng)脫硫反硝化生物膜反應(yīng)器來(lái)處理硫酸鹽有機(jī)廢水。進(jìn)水硫酸鹽的質(zhì)量濃度從900mg/L增加到2 100mg/L，HRT為6 h，硫酸鹽的去除率達(dá)到93.3%，硫化物的生成率高達(dá)97.5%。兼養(yǎng)脫硫反硝化生物膜反應(yīng)器的HRT從 6.63 h減少到 3.31 h，硫化物的去除率接近100%，并且硫化物主要轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。

6　結(jié)語(yǔ)

兩相厭氧工藝通過(guò)相的分離實(shí)現(xiàn)了硫酸鹽還原過(guò)程和產(chǎn)甲烷過(guò)程的分離，從而有效地避免了SRB對(duì)MPB的抑制作用。將兩相厭氧和硫化物生物氧化相結(jié)合的“硫酸鹽還原-硫化物生物氧化-產(chǎn)甲烷”工藝，既可以解決傳統(tǒng)厭氧工藝處理高濃度的硫酸鹽有機(jī)廢水時(shí)硫化物的抑制問(wèn)題，又可以實(shí)現(xiàn)單質(zhì)硫的回收，是未來(lái)硫酸鹽有機(jī)廢水處理研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

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Research progress of sulfate organic wastewater treatment by two-phase anaerobic process

LI Jun，LI Yan，LUO Gan，LI Ai-min
（School of Environment，Nanjing University，State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse，Nanjing 210023，China）

In two-phase anaerobic process，the processes of su1fate reduction and methane production are separated by phase separation，which prevents SRB from MPB interference，therefore，two-phase anaerobic process exhibits certain advantages in treatment of high concentration su1fate organic wastewater.The existing prob-1ems of high concentration su1fate organic wastewater treatment by anaerobic process were pointed out，and then，the method that using two-phase anaerobic process to treat that kind of wastewater was proposed.The research progress of two-phase anaerobic process treating high concentration organic wastewater was e1aborated，and the rea1ization mode1 and treatment effect of the said process，as we11 as the method of combining the process with su1fide bio1ogica1 oxidation to make po11utants harm1ess and usefu1，were ana1yzed.

two-phase anaerobic process；high concentration su1fate organic wastewater；phase separation；gas stripping desu1furization；su1fide bio1ogica1 oxidation

X703.1

A

1009-2455（2016）03-0006-05

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51408298）；江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目（BY2015060-01）；南京大學(xué)鹽城環(huán)保技術(shù)與工程研究院開(kāi)放課題（NYHBKFKT-2014-09）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目（20620140760）

李?。?989-），男，江蘇南京人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)閺U水生物處理技術(shù)，（電子信箱）932491975@qq.com。

2016-01-23（修回稿）