郭穎超

（承德華勘五一四地礦測試研究有限公司 承德 067000）

0 引言

傳統(tǒng)的處理酸性硫酸鹽廢水的方法有很多，例如濕地法，中和法，硫化物法等[1-2]，這些方法都存在一定的局限性，如占地面積大，用堿量大，硫化劑價格高等。厭氧微生物法是近些年來一種新興的技術(shù)，具有工藝設(shè)備簡單，運行費用低，可以以廢治廢，無二次污染等優(yōu)點[3]。因此，厭氧微生物法受到了環(huán)境工作者的高度重視。據(jù)報道，目前可被SRB利用的碳源已經(jīng)超過了100種，但是找到一種既能為SRB提供能量和電子供體，又能在高酸度條件下去除的廉價碳源使該技術(shù)能在工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用，成為我們研究的目的。

1.1 試驗裝置

AMMBR反應(yīng)器。

1.2 AMMBR反應(yīng)器的工作原理

AMMBR反應(yīng)器置于恒溫水浴中，溫度保持（35±1）℃，以間歇方式攪拌，每30min攪拌一次，每次攪拌持續(xù)15min。試驗進行時，進水溶液通過蠕動泵進入到厭氧反應(yīng)器中，進水流量由蠕動泵來控制，進入的溶液在厭氧反應(yīng)器的最底端，通過潛入泵的攪拌作用與厭氧反應(yīng)器中的SRB發(fā)生反應(yīng)，SRB處理后的廢水由出水口排出，代謝產(chǎn)生的H2S等氣體由排氣口，通過穩(wěn)壓瓶被鋅氨絡(luò)合溶液吸收，剩余氣體通過濕式氣體流量計后排放掉。

1.3 AMMBR反應(yīng)器的啟動

試驗所用底泥取自長春某公司污水處理廠的好氧污泥池。向厭氧反應(yīng)器中投加3L好氧活性污泥后，隔絕空氣厭氧改性培養(yǎng)。開始時以S負荷為1.0kg/(m3·d)～2.0kg/(m3·d)、COD 為 2.0kg/(m3·d)～4.0kg/(m3·d)連續(xù)進水，水力停留時間為28h，經(jīng)過15天的連續(xù)運行，厭氧反應(yīng)器的COD去除率逐漸降低，而去除率越來越高，表明厭氧反應(yīng)器已經(jīng)具有一定還原的能力。從反應(yīng)器的出氣口聞到臭雞蛋氣味的氣體，表明有H2S氣體產(chǎn)生，標(biāo)志快速啟動成功。

1.4 試驗方法

1.4.1 靜態(tài)試驗方法

采用硫酸鹽還原菌的專屬培養(yǎng)基[7]富集培養(yǎng)AMMBR出水中的硫酸鹽還原菌，作為靜態(tài)試驗的菌種來源。試驗采用50mL的比色管，每管按接種菌液：培養(yǎng)基（v/v）=1：9或接種菌液：培養(yǎng)基（v/v）=2：8加入培養(yǎng)基，NaOH溶液和HCl溶液調(diào)節(jié)pH到7.0，培養(yǎng)基中碳源為大豆，經(jīng)高溫滅菌30分鐘，冷卻后，接入富集的SRB的菌液。用塞子蓋住，搖勻，用封口膜封口，達到完全厭氧環(huán)境，然后放入恒溫培養(yǎng)箱中，35℃靜置培養(yǎng)，相同條件下每組平行做3瓶，實驗結(jié)果取平均值。

1.4.2 動態(tài)實驗方法

利用AMMBR反應(yīng)器，前期實驗確定35℃為最佳溫度條件，碳源為發(fā)酵大豆，通過改變進水的pH、硫酸根濃度、COD/S、水力停留時間、鐵離子濃度、亞鐵離子濃度等條件來研究大豆為碳源時出水pH、硫酸根濃度、COD去除率、氧化還原電位、鐵離子濃度、亞鐵離子濃度、硫酸鹽還原菌濃度等項目，從而得到酸性硫酸鹽水的最佳工藝條件。

2 結(jié)果與討論

以大豆為碳源，探索厭氧微生物法處理酸性硫酸鹽廢水的可行性，該實驗方法具有操作簡便，試劑用量少，微生物負荷小，簡單易行，試驗用時短等優(yōu)點。主要考察了不同的有機碳源對硫酸根去除率的對比。

2.1 靜態(tài)實驗結(jié)果討論

圖1 發(fā)酵大豆，葡萄糖，乳酸鈉為碳源硫酸根去除率與時間的關(guān)系

2.2 動態(tài)實驗結(jié)果與討論

從靜態(tài)的探索性試驗中，我們可以看出，發(fā)酵大豆對硫酸根的去除率接近乳酸鈉，但價格比乳酸鈉要低。本試驗以發(fā)酵大豆為碳源，運用AMMBR反應(yīng)器進行動態(tài)試驗。該反應(yīng)器容積為7.5L，具有廢水處理量大，微生物負荷高，循環(huán)性能好，設(shè)備穩(wěn)定運行，更接近規(guī)?；葍?yōu)點，我們通過進水pH，COD/，水力停留時間，硫酸根濃度，重金屬離子濃度等條件確定最適宜的工藝參數(shù)。

2.2.1 進水pH試驗

圖2 不同pH進水對去除率的影響

酸性硫酸鹽廢水的pH一般在2.5～4.5之間，廢水的酸度影響硫酸根的去除，葡萄糖是硫酸鹽還原菌的常用碳源，本文為了探究硫酸鹽還原菌所能承受的最低進水酸度，以發(fā)酵大豆和葡萄糖作對比，進行了以下試驗。

圖3 不同pH進水對出水pH的影響

圖4 不同pH進水對COD去除率的影響

圖5 不同的COD/對去除率的影響

2.2.3 水力停留時間（HRT）試驗

水力停留時間（HRT）就是容器的容積與進水流量之比，指待處理的廢水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間，也就是廢水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時間。如果反應(yīng)器的有效容積為V（立方米），則有，HRT=V/Q，Q=uA，V=HA，所以，HRT=H/u(h)，H指容器高度，u指進水流量。

圖6 不同的HRT對去除率的影響

2.2.4 硫酸根濃度試驗

圖7 不同硫酸根濃度對去除率的影響

2.2.5 Fe2+對硫酸根離子去除的影響

含重金屬離子的酸性硫酸鹽廢水中一般含有Fe2+、Fe3+、Pb2+等重金屬離子。這些重金屬離子的存在也影響硫酸鹽還原菌對的去除能力，從而影響重金屬離子與硫離子形成硫化物沉淀的能力。

圖8 不同F(xiàn)e2+濃度對去除率的影響

2.2.6 Fe3+對硫酸根離子去除的影響

圖9 不同F(xiàn)e3+濃度對去除率的影響

Fe3+的存在對硫酸鹽還原菌也有一定的影響。本試驗考察了Fe3+對硫酸鹽還原菌去除硫酸根的影響。

3 結(jié)論

（1）以發(fā)酵大豆為碳源，最低進水pH為1.5，最低出水pH為6.10，達到酸性進水，中性出水，減少了用堿處理步驟，使工藝簡化，處理成本降低。高于以葡萄糖為碳源的最高去除率。

（3）同乳酸鈉，葡萄糖相比較，大豆具有價格低廉，易于獲得，并且組成穩(wěn)定，是SRB的較適宜廉價碳源。