味精廢水厭氧處理試驗(yàn)研究

李崢 劉保成 （中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 天津300074）

味精廢水一般由多個(gè)工段廢水組成，主要有離交廢水、離交沖洗水、洗灌水、精制水等7種。其中，味精離交廢水污染負(fù)荷最重，味精離交廢水的COD=20～35 mg/L，NH3-N=10～15 mg/L，30～30 mg/L，pH值=2～3。由于味精離交廢水含有高濃度的SO42-、氨氮和有機(jī)物，給厭氧處理帶來(lái)了很大的困難，味精廢水厭氧處理一直沒(méi)有成功，主要有以下幾個(gè)原因：

①味精廢水厭氧處理一般采用厭氧產(chǎn)甲烷菌。由于味精廢水含有大量硫酸鹽，厭氧處理過(guò)程中產(chǎn)生了大量的硫化氫，高濃度的硫化氫抑制了產(chǎn)甲烷菌的活性，使味精廢水厭氧處理的效率大幅下降。

②氨氮濃度過(guò)高，抑制厭氧菌的活性。味精離交廢水含有大量的谷氨酸、蛋白質(zhì)，在厭氧處理系統(tǒng)，這些谷氨酸、蛋白質(zhì)的有機(jī)氮被還原成氨氮，再加上味精離交廢水本身就含有高濃度的氨氮，造成氨氮抑制了厭氧菌的活性，使味精廢水厭氧處理效果較差。

③味精離交廢水水質(zhì)、水量波動(dòng)大，pH值低，造成厭氧處理運(yùn)行不穩(wěn)定。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，培養(yǎng)使用厭氧硫酸鹽還原菌處理高濃度味精離交廢水，解決了高濃度的硫化氫、氨氮抑制厭氧菌活性問(wèn)題，使味精離交廢水厭氧處理成為現(xiàn)實(shí)。

1 硫酸鹽還原菌處理味精廢水的工作原理

1.1 硫酸鹽還原菌

采用厭氧工藝處理含有硫酸鹽、亞硫酸鹽的味精廢水時(shí)，除了產(chǎn)甲烷外，還在發(fā)生硫酸鹽還原。硫酸鹽還原是指嚴(yán)格厭氧的細(xì)菌——硫酸鹽還原菌以硫酸鹽、亞硫酸鹽等為電子受體氧化分子氫或有機(jī)物的過(guò)程，終產(chǎn)物是硫化物、水和CO2。

硫酸鹽還原菌將硫酸鹽、亞硫酸鹽還原為硫化氫，這一過(guò)程會(huì)使甲烷產(chǎn)量減少，硫酸鹽還原菌的生長(zhǎng)需要與產(chǎn)乙酸菌相同的底物。

根據(jù)所利用的底物不同，硫酸鹽還原細(xì)菌可以分為3類(lèi)：氧化氫的硫酸鹽還原菌、氧化乙酸的硫酸鹽還原菌、氧化含3個(gè)或3個(gè)以上碳原子脂肪酸的硫酸鹽還原菌。

1.2 硫酸鹽還原菌處理味精廢水的工作原理

味精廢水厭氧處理過(guò)程中硫酸鹽、亞硫酸鹽被還原為硫化氫，高濃度的硫化氫抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，使產(chǎn)氣量下降。如果利用硫酸鹽還原菌的異氧特性，采用硫酸鹽還原菌對(duì)味精廢水進(jìn)行厭氧處理，在還原硫酸鹽、亞硫酸鹽的同時(shí)，去除COD。由于硫酸鹽還原菌耐硫化氫能力強(qiáng)于產(chǎn)甲烷菌，所以該反應(yīng)過(guò)程可以持續(xù)進(jìn)行。

味精廢水的厭氧處理主要是利用硫酸鹽還原菌去除廢水中的有機(jī)物。

其反應(yīng)如下：

2 硫酸鹽還原菌處理味精廢水試驗(yàn)研究

2.1 味精廢水厭氧處理試驗(yàn)研究工藝流程

本次試驗(yàn)采用厭氧UASB反應(yīng)器，反應(yīng)器由有機(jī)玻璃組成。試驗(yàn)采用兩相厭氧。污水首先由提升泵進(jìn)入A段UASB，出水曝氣吹脫硫化氫，然后進(jìn)入B段UASB。UASB內(nèi)置套管加熱，保證UASB內(nèi)部溫度恒定。

2.2 味精廢水厭氧處理試驗(yàn)

2.2.2 化驗(yàn)項(xiàng)目及辦法 COD采用重鉻酸鉀法；NH3-N采用滴定法；S采用重量法；硫化物采用碘量法；pH值采用玻璃電極法；揮發(fā)酸采用容量法。

2.2.3 工藝運(yùn)行條件 溫度為35℃；pH值范圍在5～9。

2.2.4 試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果 本次試驗(yàn)歷時(shí)130 d。

根據(jù)進(jìn)水的COD濃度，可以將試驗(yàn)分為兩個(gè)階段：第一階段，進(jìn)水的COD在2～5 g/L，出水硫化物在200 mg/L以下；第二階段，進(jìn)水的COD在5～10 g/L，出水硫化物在3 000 mg/L。

2.2.4.1 第一階段試驗(yàn)結(jié)果如下

①A段UASB反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)結(jié)果 A段UASB反應(yīng)器進(jìn)水水質(zhì)：COD為 2～5 g/L；為 0.4～3 g/L；pH 值為 6～9；堿度為12.5 g/L。A段UASB反應(yīng)器出水水質(zhì)：COD為1.5～2.5 g/L；為0.5～2 g/L；pH值為7～8；硫化物為30～300 mg/L；堿度為1.5～3 g/L。A段UASB反應(yīng)器COD的去除率為60%。

②B段UASB反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)結(jié)果 B段UASB反應(yīng)器進(jìn)水水質(zhì)：COD 為 1.5～2.5 g/L；為 0.5～2 g/L；pH 值為 7～8；堿度為1.5～3 g/L。B段UASB反應(yīng)器出水水質(zhì)：COD為0.5～2 g/L；為 0.6～2 g/L；pH 值為 7～8；硫化物為 100～380 mg/L；堿度為2～3 g/L。B段UASB反應(yīng)器COD的去除率為50%。

2.2.4.2 第二階段試驗(yàn)結(jié)果如下

①A段UASB反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)結(jié)果 A段UASB反應(yīng)器進(jìn)水水質(zhì)：COD為 5～10 g/L為 2～6 g/L；pH 值為 6～9；堿度為1.5～2.5 g/L。A段UASB反應(yīng)器出水水質(zhì)：COD為1.5～3 g/L； S為 0.5～2 g/L；pH 值為 7～7.5；硫化物為 150～400 mg/L；堿度為2.5～5 g/L。A段UASB反應(yīng)器COD的去除率為70%。

②B段UASB反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)結(jié)果 B段UASB反應(yīng)器進(jìn)水水質(zhì)：COD 為 1.5～3 g/L；S為 0.5～2 g/L；pH 值為 7～7.5；堿度為2.5～5 g/L。B段UASB反應(yīng)器出水水質(zhì)：COD為1.5～2 g/L；為 0.05～2.5 g/L；pH 值為 7～8.5；硫化物為 70～300 mg/L；堿度為2～3 g/L。B段UASB反應(yīng)器COD的去除率為40%。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

從味精廢水厭氧處理試驗(yàn)結(jié)果可以看出：①味精廢水厭氧處理是可行的。采用兩級(jí)UASB反應(yīng)器，COD從10 g/L降解到1.5～2 g/L，COD去除率可以達(dá)到80%。②厭氧反應(yīng)器出水COD、pH值穩(wěn)定。味精廢水經(jīng)厭氧處理后，出水pH值趨于中性。③味精廢水厭氧處理過(guò)程中，廢水的硫化物濃度上升，硫酸根濃度降低。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，可以得出以下結(jié)論：味精廢水厭氧處理是可行的；味精廢水厭氧處理要控制進(jìn)水水質(zhì)，重點(diǎn)是進(jìn)水的硫酸根、pH值和氨氮；味精廢水經(jīng)厭氧處理，COD可以去除80%?！?/p>