邢振海

海南金海漿紙業(yè)有限公司，中國·海南 洋浦 578101

1 引言

在制漿造紙工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，制漿造紙生產(chǎn)污水處理也引發(fā)人們密切關(guān)注，考慮到制漿造紙采用原料多為天然纖維原料，污水中含有的污染物生化性能較好，采用厭氧處理技術(shù)可以取得較好的污水處理效果。但是實(shí)踐應(yīng)用中污水里含有較多硫酸鹽，厭氧生化時(shí)這些硫酸鹽會被還原成硫化氫，在一定程度上會對甲烷菌產(chǎn)生較強(qiáng)抑制作用，污水厭氧處理效果也會明顯降低，迫切需要對厭氧處理中硫酸鹽帶來的影響進(jìn)行細(xì)致剖析，并采用極具針對性措施進(jìn)行優(yōu)化處理，確保制漿造紙工業(yè)污水處理效果[1]。鑒于此，對制漿造紙工業(yè)污水中硫酸鹽對厭氧處理的影響及對策展開分析。

2 制漿造紙工業(yè)污水厭氧處理機(jī)理

污水厭氧處理需要經(jīng)歷三個階段：①水解發(fā)酵，即利用水解發(fā)酵菌將結(jié)構(gòu)龐大的有機(jī)物分解為小分子有機(jī)酸、單分子氧氣、二氧化碳等；②產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸，在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌發(fā)揮作用下，將水解發(fā)酵階段產(chǎn)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、乙酸等；③產(chǎn)甲烷，將上述兩個階段產(chǎn)生的二氧化碳、乙酸等物質(zhì)作為基質(zhì)，使其在產(chǎn)甲烷菌發(fā)揮作用下，將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為甲烷和二氧化碳。整個過程中，參與厭氧處理的微生物主要為細(xì)菌，并且根據(jù)厭氧作用結(jié)果可以將之分為產(chǎn)甲烷細(xì)菌和非產(chǎn)甲烷細(xì)菌兩類，前者是將降解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為沼氣，后者是對有機(jī)物實(shí)施降解和消化[2]。

3 硫酸鹽對厭氧處理的影響分析

硫酸鹽對污水厭氧處理的影響主要體現(xiàn)在以下幾方面：①硫酸鹽還原菌與產(chǎn)甲烷菌發(fā)生競爭作用，在污水含有少量硫酸鹽時(shí)，微生物就能夠促進(jìn)硫酸鹽還原，所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物也能夠進(jìn)一步促進(jìn)厭氧生物降解，若污水中含有的硫酸鹽濃度比較高，硫酸鹽還原菌就主要發(fā)揮異化還原作用，不僅無法為產(chǎn)甲烷菌提供有效利用基質(zhì)，還原成硫化氫以后也會對產(chǎn)甲烷菌正常代謝產(chǎn)生不利影響；②抑制細(xì)菌生長，硫酸鹽還原成硫化氫以后，會對產(chǎn)甲烷菌發(fā)生抑制作用，特別是在濃度較高的背景下，硫化氫分子可以直接進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，對其產(chǎn)生毒害作用，同時(shí)促進(jìn)污水非堿性金屬沉淀，微生物生長也會受到嚴(yán)重影響；③降低污水COD 去除效率，硫化氫和甲烷相比較，除了具有較大毒性以外，還會降低厭氧處理COD 去除率，并且污水中存在的一部分有機(jī)物，會在硫酸鹽還原過程中消耗掉，無法用于甲烷產(chǎn)生，還原過程產(chǎn)生的硫化物也會引發(fā)設(shè)備腐蝕情況，無形中增加了處理成本；④硫酸鹽有利作用，硫酸鹽還原所產(chǎn)生的硫化物能夠與污水中存在的重金屬離子進(jìn)行融合，使之成為金屬硫化物沉淀，并助力污水中毒性重金屬離子有效去除，同時(shí)能夠降低污水中氫的分壓，相應(yīng)氫對厭氧細(xì)菌的抑制作用也會明顯降低[2-3]。

4 制漿造紙工業(yè)污水厭氧處理中降低硫酸鹽影響的有效對策

4.1 硫酸鹽來源

為降低硫酸鹽對厭氧處理帶來的影響，首先就要明確硫酸鹽來源，進(jìn)而從源頭上解決這一問題。具體包含：①硫酸鹽制漿，化學(xué)紙漿生產(chǎn)主要是采用硫酸鹽法，蒸煮液化學(xué)試劑多為硫化鈉和燒堿，整個制漿過程產(chǎn)生黑液主要通過堿回收系統(tǒng)進(jìn)行處理，相應(yīng)殘堿、鈉鹽則能夠在轉(zhuǎn)化為燒堿、硫化鈉以后進(jìn)行循環(huán)利用，執(zhí)行時(shí)為了彌補(bǔ)堿回收過程硫的損失，會在黑液中加入適當(dāng)硫酸鈉，中段水中硫酸鹽含量也會明顯升高；②紙漿漂白，該道工序通常是在酸性或堿性條件下展開，前者包含工藝有臭氧漂白、酸處理等，實(shí)際操作為了滿足工藝酸性條件，就會在紙漿中加入適量硫酸，待完成漂白反應(yīng)后進(jìn)入到污水系統(tǒng)中，污水含有硫酸鹽也會增加；③紙張抄造，配置紙料過程中，為使染料分子、紙張纖維等密切結(jié)合，通常會對硫酸鋁加以使用，在帶強(qiáng)電荷水合鋁離子的同時(shí)，促進(jìn)有機(jī)分子、帶負(fù)電荷纖維結(jié)合在一起，而一部分的硫酸鋁也會隨著白水進(jìn)入到污水中，硫酸鹽含量也就明顯提高；④水凈化和污水處理，在開展這兩項(xiàng)工作時(shí)，會將硫酸鋁作為混凝劑進(jìn)行使用，在促進(jìn)水中膠體微粒、懸浮物顆粒匯集的同時(shí)，采用沉淀、氣浮等方法進(jìn)行有效去除，整個過程使用硫酸鋁也會增加污水硫酸鹽含量[3]。

4.2 有效對策

為防止硫酸鹽對污水厭氧處理帶來的不利影響，可以通過采用以下措施實(shí)現(xiàn)：①嚴(yán)重控制進(jìn)水硫酸鹽濃度，據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸鹽濃度處于200～400 mg·L-1范圍時(shí)，厭氧反應(yīng)器可以保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，并促進(jìn)污水厭氧處理更加高效展開，相應(yīng)污水處理效果也能得到有力保障，實(shí)踐中可以在脫除硫化氫以后再進(jìn)行循環(huán)，可使進(jìn)水硫酸根濃度得到降低，甚至還可以通過在厭氧進(jìn)水中加入不含硫酸根的廢水，以達(dá)到減輕對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生抑制的目的；②加強(qiáng)污泥馴化，要想達(dá)到含硫酸鹽污水處理的理想效果，可以將污泥馴化方法滲透其中，特別是在污泥馴化產(chǎn)甲烷菌成熟以后，實(shí)際應(yīng)用可以確保硫酸鹽維持在一個平穩(wěn)狀態(tài)，相應(yīng)COD 去除率也能得到提升，操作中需要對污泥進(jìn)行培養(yǎng)，使之能夠更好地適應(yīng)污水處理環(huán)境，執(zhí)行時(shí)也要在混合液中適當(dāng)增加新污水比例，直到達(dá)到滿負(fù)荷污水處理效率為止，整個馴化過程不能適應(yīng)的細(xì)菌也會逐漸被淘汰，可以對污水發(fā)揮分解作用的細(xì)菌則會進(jìn)一步壯大，最終產(chǎn)甲烷菌在整個馴化過程中占據(jù)絕對優(yōu)勢，處理時(shí)硫酸鹽對產(chǎn)甲烷菌帶來的負(fù)面影響也能得到有效抑制；③改進(jìn)厭氧工藝，對硫酸鹽有機(jī)污水進(jìn)行處理，可以采用單相厭氧和兩相厭氧兩種工藝，前者工藝運(yùn)用無法擺脫硫酸鹽對產(chǎn)甲烷菌帶來的影響，而后者工藝應(yīng)用則能夠?qū)⒘蛩猁}和產(chǎn)甲烷菌分開，使之在不同反應(yīng)器中生長和繁殖，待裝置脫出硫化氫以后，才能夠開展第二相甲烷化處理，不僅可以提高系統(tǒng)處理效率，還能夠有效防止硫化氫帶來的不利影響；④限量曝氣，盡管硫酸鹽還原菌和甲烷菌都被認(rèn)定為厭氧菌，但是根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)它們是可以耐受一定量的氧，甚至在一定條件下還能夠還原氧，這時(shí)候就可以充分利用一定量空氣吹脫出厭氧反應(yīng)器內(nèi)的硫化氫，并將一部分二價(jià)硫化物氧化為單質(zhì)硫，實(shí)踐中就可以通過一定范圍限量曝氣，以減輕硫化物對甲烷菌的抑制[3]。

5 結(jié)語

論文是對制漿造紙工業(yè)污水中硫酸鹽對厭氧處理的影響及對策的分析，由于制漿造紙工業(yè)污水含有較多可溶性有機(jī)物，這就為厭氧處理污水提供了有利條件。然而，制漿造紙工業(yè)污水含有較多的硫酸鹽，會給厭氧處理工作帶來極大的抑制作用，無法保證最終污水處理效果，這時(shí)候就要準(zhǔn)確把握硫酸鹽來源，并結(jié)合厭氧處理污水機(jī)理，對控制硫酸鹽濃度、分段厭氧、限量曝氣等措施加以運(yùn)用，以減輕硫酸鹽對甲烷菌產(chǎn)生的抑制作用，使污水處理效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。