含硫废水对厌氧好氧生物处理工艺影响

　　摘　要：造纸企业因含硫废水进入水处理系统，使厌氧好氧工艺不能正常运行，直接影响到生产。本文结合造纸企业的生产实际情况，针对含硫废水对企业生产带来的影响做出了深入的探讨。

　　关键词：硫化氢;二氧化硫;硫酸铝;厌氧好氧零排放工艺

　　中图分类号：TQ111.1　　文献标志码：A　　文章编号：1000-8772(2013)19-0205-02

　　一、锅炉房烟气脱硫除尘废水

　　燃煤锅炉废气要经过脱硫除尘才能达到国家的废气排放标准。但实际中很多造纸企业脱硫除尘工艺未能严格执行，致使烟气中的硫化物进入生产废水处理系统。

　　甲企业【1】利用废纸生产板纸，年产量3万吨。该企业每生产一吨纸耗煤0.3~0.5吨。

　　锅炉排出的废气先进入多管除尘器，然后通过引风机送入除尘脱硫系统，经过水雾喷淋吸附烟气中的灰尘，二氧化硫等气体，喷淋过的液体通过明渠汇集进入锅炉废水处理系统，通过投加石灰现将二氧化硫固化，在投加混凝剂将灰尘和亚硫酸钙等吸附沉淀后从系统中去除，净化过的二次水继续用于喷淋。

　　甲企业【1】烟气脱硫除尘的废水来自生产废水，废水站日处理水量2000m3，烟气脱硫除尘废水量400m3。该部废水经过沉灰池沉淀直接排入水处理站。

　　其锅炉每日燃煤30~50吨，煤中含硫5%即1吨煤含硫50kg，则每日产生二氧化硫3~6吨。

　　甲企业【1】采用废水零排放工艺，废水经过处理后继续用于生产，整个水系统处于循环状态，只是补充少量的清水保持系统用水平衡，如此一来系统中硫化物浓度将会日趋上升。

　　二、制浆工艺内施胶——硫酸铝

　　硫酸铝在造纸行业中被用作施胶剂主要增强纸的防水性和强度。目前的施胶工艺中有两种方法，一是表面施胶，二是内部施胶。内部施胶是先将胶剂溶液与纸浆纤维混合均匀，然后进入抄纸部位压榨，再送入蒸汽缸干燥。内部施胶施胶效果比较均匀，纸的整体性能增强，但胶料流失量大。其中流失的部分约占总施胶剂的30%以上，随抄纸部白水进入废水处理站。

　　乙企业【2】年产板纸4.5万吨，施胶工艺为内部施胶硫酸铝，吨纸硫酸铝用量30kg。该废水处理站日处理水量3000 m3，抄纸车间白水汇集后流入调节池与其它来水混合均匀，硫酸盐的浓度被稀释。

　　如图2所示：

　　乙企业【2】采用废水零排放工艺，废水经过处理后继续用于生产，整个水系统处于循环状态，补充少量的清水保持系统用水平衡。

　　三、厌氧好氧处理工艺实现造纸废水零排放

　　厌氧好氧处理工艺实现造纸废水零排放技术，已在国内广泛应用。该技术日趋成熟，已被国家列为造纸行业重点示范工程，日益推广。

　　1.工艺流程图(如图3所示)

　　2.工艺流程说明

　　废水汇集后进入格栅段，水中的漂浮物和悬浮物在此去除。废水泵入一沉池，粒重大的悬浮物沉淀后从排泥系统排出，上清液进入调节池。然后泵入厌氧池，流入好氧池，好氧池混合液在二沉池中泥水分离，上清液进入澄清池，污泥回流入好氧池补充流失的污泥量，剩余的污泥排出系统。生物处理过的水在加药混凝澄清池通过化学絮凝继而被净化流入回水池，供应生产车间用水。

　　四、硫在厌氧好氧环境下的转变

　　厌氧微生物在反应器中降解有机污染物是在无氧的条件下进行。氧化物质性物质在UASB厌氧反应器中的转化。

　　1.存在形式

　　煤中的硫类物质燃烧后形成二氧化硫，喷淋后形成亚硫酸和硫酸溶液。

　　流失的施胶剂硫酸铝，以硫酸盐溶液存在。

　　2.系统中硫化物的量和累积

　　甲企业【1】的硫化物来自锅炉废气，近3~6吨/天。水温在40℃时，二氧化硫的溶解度4.571g/l，进入水中的二氧化硫是1828.4kg。

　　乙企业【2】每日进入水处理系统的硫酸铝约1350kg。

　　硫化物的累积：甲、乙企业实行的是造纸废水零排放工艺，整个系统的水处理后全部回用，没有水外排。而进入水处理系统中的硫化物源源不断，硫化物的量逐渐积累。仅依靠硫化氢溶解度的降低和排放剩余活性污泥而去除硫化氢是远不足以使零排放工艺正常运行的。

　　3.硫类物质的转化

　　无氧条件下，二氧化硫、硫酸铝进入厌氧系统，在硫细菌的作用下被还原成硫单质和硫化氢。而后随水进入好氧系统，硫细菌利用氧气将硫化氢还原成硫单质和硫酸盐等高价硫的化合物。

　　五、硫化物对厌氧好氧系统的影响

　　甲企业【1】脱硫废水量少，PH在5左右，塔体出水量为400m3/d。

　　乙企业【2】流失的硫酸铝和生产废水混合后进入水处理系统，PH在6左右。

　　系统因大量硫化物的存在使厌氧系统的生物相发生变化。

　　1.厌氧系统

　　其一，生物相。硫细菌占优势，乙酸菌活性降低，甲烷菌处于中毒状态。

　　其二，气体发生变化。硫细菌占主导地位。硫细菌在无氧条件下利用高价硫化物提供的能量降解有机污染物并将高价硫化物还原成硫化氢，此时产生的气体以硫化氢为主。

　　其三，硫化氢。硫化氢易溶于水，处于游离态的硫化氢有剧毒。厌氧系统水溶液中硫化氢含量过高，使其它生物的活性降低。

　　其四，厌氧微生物去除污染物的效果。虽然厌氧系统中乙酸菌和甲烷菌的活性降低，但硫细菌的代谢活动旺盛，能够降解水中的污染物，出水COD去除效果正常。

　　2.好氧系统

　　其一，生物相。丝状硫细菌占优势，钟虫、轮虫消失。

　　其二，硫化物状态。好氧进水口，丝状菌附着大量晶体硫单质，出水口处晶体硫单质消失。

　　其三，溶解氧调整。溶解氧偏低，硫化物未进系统前只需一台风机曝气，出口溶解氧保持在2~3mg/l;硫化物进入系统后，两台鼓风机同时曝气溶解氧只能维持在1mg/l。

　　其四，活性污泥性状。好氧池污泥颜色发白，二沉池污泥膨胀，好氧池污泥沉降比在98%以上。

　　其五，好氧微生物去除污染物的效果。虽然好氧系统中指示微生物消失，但硫细菌的代谢活动旺盛，能够正常降解水中的污染物，出水COD去除效果良好。

　　3.废水零排放系统中硫化物的积累

　　因废纸造纸废水执行的是零排放，废水经过处理后全部回用，硫类物不断的在循环水中积累。

　　六、总结

　　1.甲运行情况

　　甲企业【1】脱硫废水全部进入水站。该企业运行已经两年，长时间运行以来厌氧池出水管道因硫化氢腐蚀严重已更换3次。

　　乙企业【2】因内部施胶，大量硫酸盐进入废水处理系统。该企业在夏秋二季时采用施胶剂硫酸铝，春冬二季改用中性胶。如此运行已经2年，废水处理站运行正常。

　　2.硫化物对水处理系统的影响值得重视。

　　能耗：硫化氢进入好氧系统，意味着好氧池要更多的溶解氧，必须增加设备和动力。

　　硫化氢的腐蚀性：硫化氢的腐蚀性特别强，对管道及池体结构腐蚀不容忽视，如不利于关键设备或池体的结构安全会影响其使用年限。

　　3.水零排放系统中硫化物的控制

　　其一，运行条件——温度：水温在35~38℃时，厌氧系统产生的硫化氢因水温高溶解度减小，大部分硫化氢从水体中逸出，使进入好氧系统的硫化氢浓度降低。此时硫化氢对好氧微生物的毒性减弱，消耗的溶解氧量减少。

　　其二，脱硫除尘废水：锅炉烟气脱硫除尘废水可以实现零排放，只需严格执行脱硫除尘及其废水处理的工艺，此废水经过处理后可以在脱硫除尘各环节循环利用，可做到零排放。

　　其三，内部施胶——硫酸铝。企业采用内部施胶且施胶剂是硫酸铝时，废水处理宜采用好氧—混凝工艺执行达标排放，若采用厌氧—好氧—混凝工艺，则必须保证控制参数水温在35~38℃。

　　参考文献：

　　[1]贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京:中国轻工业出版社,1998.

　　[2]李探微.活性污泥中原生动物的特征和作用[J].给水排水,2001,27(4):15-20.

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文章名称： 含硫废水对厌氧好氧生物处理工艺影响

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