試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析
SO42-1 酸化段反應(yīng)器有機(jī)物去除情況
酸化段試驗(yàn)結(jié)果見圖2，圖3。
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酸化段反應(yīng)器中主要發(fā)生有機(jī)物水解、酸化反應(yīng)，同時(shí)絕大部分SO42-在SO42-還原菌作用下，被轉(zhuǎn)化為硫化物。在最初的16d，進(jìn)水TOC控制在10000mg/L，負(fù)荷在8kg[CODcr]/(m3•d)左右，但去除率直線下降，降低進(jìn)水TOC至6000mg/L，去除率逐步上升至16%。從第40d到79d，逐步提高負(fù)荷至12kg[CODcr]/(m3•d)，去除率已達(dá)到30%以上。從第80d連續(xù)提高進(jìn)水濃度，至第88d進(jìn)水TOC達(dá)到15000mg/L，反應(yīng)器容積負(fù)荷接近30kg[CODcr]/(m3•d)，去除率仍能維持在35%的較高水平，但隨著容積負(fù)荷進(jìn)一步提高到38kg[CODcr]/(m3•d)，去除率明顯下降，已達(dá)到反應(yīng)器極限負(fù)荷。從產(chǎn)氣量變化曲線也可以看出，在最初48d，產(chǎn)氣量一直很低，但從第49d起產(chǎn)氣量直線上升，并且與去除率曲線具有良好的相關(guān)注。根據(jù)氣相色譜檢測(cè)結(jié)果，酸化段產(chǎn)氣經(jīng)脫硫后，CH4和CO2各占50%，證明在酸化段反應(yīng)器中，也發(fā)生了產(chǎn)甲烷反應(yīng)。
2 酸化段硫酸鹽去除特征
酸化段硫酸鹽去除情況見圖4。
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由圖4可知，酸化段的SO42-去除率最終穩(wěn)定在70%左右，運(yùn)轉(zhuǎn)后期在進(jìn)水SO42-濃度達(dá)到1800mg/L情況下，出水中總硫化物濃度也僅有60mg/L。由于反應(yīng)器的大量產(chǎn)氣，SO42-還原產(chǎn)物多由氣提作用而從系統(tǒng)中排出，故本試驗(yàn)中并未發(fā)現(xiàn)硫化物的抑制作用。將SO42-還原反應(yīng)與有機(jī)物降解過(guò)程結(jié)合分析，我們發(fā)現(xiàn)酸化段反應(yīng)器并未實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格意義上的相分離，產(chǎn)甲烷過(guò)程相當(dāng)活躍。據(jù)此我們推斷在一定的SO42-濃度范圍內(nèi)，在有機(jī)底物足夠充足的條件下，甲烷菌完全可以通過(guò)自身適應(yīng)過(guò)程，順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)甲烷反應(yīng)。
3 甲烷段反應(yīng)器運(yùn)行情況分析
進(jìn)、出水TOC及去除率隨時(shí)間變化曲線見圖5。
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在最初的12d，進(jìn)水的TOC在6000mg/L左右，但去除率直線下降至10%，降低進(jìn)水濃度至3500mg/L左右，穩(wěn)定運(yùn)行58d，去除率在50%左右波動(dòng)。從第70d起，逐步提高進(jìn)水濃度，使負(fù)荷上升至10kg[CODcr]/(m3•d)，去除率沒(méi)有明顯變化，繼續(xù)提高負(fù)荷到15kg[CODcr]/(m3•d)，去除率直線下降，已達(dá)到反應(yīng)器極限負(fù)荷。根據(jù)氣相色譜檢測(cè)結(jié)果，甲烷段產(chǎn)氣中甲烷組分占73%，二氧化碳占15%，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)出水SO42-濃度分析結(jié)果表明產(chǎn)甲烷反應(yīng)器中SO42-的去除率接近50%。經(jīng)兩相厭氧處理，SO42-累計(jì)去除率已達(dá)到85%以上。試驗(yàn)中甲烷段對(duì)有機(jī)物去除率最終穩(wěn)定在45%～60%，這與糖蜜廢水本身含有大量難降解的焦糖組分的性質(zhì)有關(guān)，為進(jìn)一步探討系統(tǒng)的處理潛力，我們通過(guò)搖床試驗(yàn)來(lái)確定該種廢水在厭氧條件下的生物可降解性。
4 糖蜜酒精糟液的厭氧可生化性試驗(yàn)
搖床試驗(yàn)中采用三角瓶作為反應(yīng)器，試驗(yàn)溫度由恒溫水浴搖床保持在35℃，水樣為原水稀釋液，體積為500mL，TOC為12000mg/L，接種污泥為甲烷段UASB反應(yīng)器中顆粒污泥，接種量50mL，結(jié)果如圖6所示。
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由圖6中可以看出，有機(jī)物的去除主要發(fā)生在最初的10d，大約40%的TOC被去除，隨后去除率變化趨緩，至第76d去除率也只能達(dá)到70%，與UASB反應(yīng)器試驗(yàn)結(jié)果基本一致，說(shuō)明糖蜜酒精糟液中含有約30％的難降解物質(zhì)在厭氧條件下無(wú)法降解，只能通過(guò)后續(xù)處理去除。
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