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电镀废水处理设备欢迎咨询报价

　在工业飞速发展带来巨大经济效益的同时，工业废水带来的污染问题也日趋严重。硫及其化合物作为重要的工业原料，广泛应用于造纸、制药、糖蜜发酵等行业，形成了大量高浓度硫酸盐有机废水，该类废水因含大量硫酸盐，对水体、水生生物、大气环境均会产生污染。

　　因化学需氧量(COD)较高，这类废水通常采用厌氧生物工艺处理，但废水中高浓度硫酸盐的存在会给厌氧处理过程带来不利影响，硫酸盐会被硫酸盐还原菌(SRB)还原为硫化氢，而硫化氢对产甲烷菌(MPB)和SRB均有较强的抑制作用，SRB在还原硫酸盐的过程中会与产甲烷菌竞争底物。抑制和竞争作用使厌氧反应器对COD、硫酸盐的处理效率大幅降低，甚至导致反应器运行失败。为解决这些问题，有学者在单相反应器基础上，研发出了单相吹脱、两相厌氧等工艺。

　　本文从COD/SO42-等角度，探究了不同负荷对各类厌氧生物工艺的影响，并在此基础上分析了反消化过程对硫酸盐还原、COD去除性能的影响，为未来的理论研究和实际应用各反应器处理硫酸盐有机废水提供借鉴。

　　2、厌氧生物处理

　　2.1 厌氧消化反应

　　目前三阶段理论和四菌群理论为厌氧消化反应过程的主流解释理论。其中，三阶段理论是指将厌氧消化过程分为水解发酵、产氢产乙酸、产甲烷三个阶段，据此将参与反应的微生物按照功能分为水解发酵菌、产氢产乙酸菌、同型产乙酸菌和产甲烷菌四类菌。

　　此外，由于厌氧消化体系中存在硫酸盐，SRB也会参与厌氧发酵过程，目前得到鉴定的SRB中，以脱硫弧菌属、脱硫叶菌属等较为常见。而在SRB参与反应过程中，主要有两类电子供体，即产甲烷前驱物(乙酸、H2/CO2)和有机物发酵过程的中间产物(丙酸、丁酸、乙醇)。

　　2.2、研究进展

　　2.2.1 单相厌氧工艺

　　高效厌氧生物处理技术已经在高浓度硫酸盐有机废水处理领域广泛应用，在不同COD/SO42-时呈现出不同的处理效果，COD或硫酸盐的去除率可达70%~80%。而在实际应用中，单相厌氧工艺对高浓度硫酸盐有机废水的处理出现了以下问题：硫化物的毒性对SRB和MPB均产生抑制作用，造成甲烷产量降低;SRB和MPB的竞争作用使COD和硫酸盐不能同时达到较高去除率。Colleran等人研究复合型厌氧反应器(UBF)处理柠檬酸工业废水中的高浓度硫酸盐时，在进水COD/SO42-=3.61时，硫酸盐去除率为70%，COD去除率仅为52%，且在反应器内出现丙酸盐和丁酸盐积累。根据三阶段理论，丙酸盐和丁酸盐是厌氧消化重要的中间产物，初级抑制作用或反应进程混乱导致丙酸盐、丁酸盐发生积累，COD去除效率大幅降低。

　　2.2.2 单相吹脱工艺

　　在单相厌氧还原基础之上，国内外也开发了多种吹脱和组合工艺，该类工艺吹脱方式主要有内部吹脱和外部吹脱。Olesakjewicz等人应用UASB反应器，平行研究吹脱工艺对炼乳废水和蒸煮液中硫酸盐去除效果的影响，在通入N2吹脱后，COD去除率由60%提高到95%以上，硫酸盐去除率提高了20%以上。

　　但是内部吹脱工艺在应用中有吹脱气量不易控制、吹脱H2S不的缺陷，因此有研究在UASB反应器的基础上开发出外部吹脱装置，出水在吹脱装置中进行吹脱去除H2S后回流，从而对进水进行稀释。在COD和硫酸盐进水浓度分别为2000mg/L和1000mg/L，硫酸盐负荷为1.3kg/(m3·d)时，COD和硫酸盐去除率分别可达90%和70%。

　　虽然单相吹脱工艺减轻了H2S的毒性影响，但并未消除H2S;同时，SRB对MPB底物的竞争问题也未能解决，MPB受到的初级和次级抑制作用仍都存在。

　　2.2.3 两相厌氧工艺

　　为减少SRB和MPB的竞争，有学者在单相工艺基础上进一步开发了两相厌氧工艺，通过产酸相和产甲烷相的相分离实现了硫酸盐还原过程和产甲烷过程在两个厌氧反应器中分别完成，且减少了硫酸盐还原产物对产甲烷过程的抑制作用，提高了硫酸盐、COD去除效率。Genschow等人应用两相工艺处理制革废水时，在进水硫酸盐浓度为1180mg/L时，硫酸盐去除率为58%(单相厌氧工艺去除率为30%)。Mizuno等人在应用两相厌氧反应器研究酸化消解过程发现，在酸化相中水力停留时间达到2小时，就可发生硫酸盐还原过程，当硫酸盐达到2400mg/L后，延长水力停留时间到10小时便可以去除硫酸根。

　　两相工艺同步提高了COD和硫酸盐去除率，但若反应器内硫化物浓度过高，硫酸盐还原过程仍会受到抑制，但可采用惰性气体吹脱的方式减少影响，其机理与单相吹脱工艺类似。虽然两相工艺与气体吹脱联用能有较好的处理效率，但运行费用高等缺点仍限制了其应用。

　　2.2.4 新型厌氧反应器

　　为解决上述问题，在传统两相厌氧反应器基础上，一些新型厌氧反应器开始出现。其中，内循环厌氧反应器(IC反应器)具有容积负荷高、占地面积小、耐冲击负

　二苯基氯化膦(CDPP)是生产光引发剂TPO的重要原料之一，其合成是通过苯和在三氯化铝的催化下发生傅克反应得到的，由于反应结束后三氯化铝会和产物形成配合物，因此需加入解络合剂氯化钠使产品CDPP游离出来，由此会生产大量的四氯铝酸钠固体废弃物，此部分固渣由于含有极少量的CDPP致使气味较大，且每生产1tCDPP约产生3t的固渣，因此如何合理处理该固废是CDPP生产企业亟待解决的问题。

　　笔者对二苯基氯化膦生产过程中产生的固渣进行了综合处理，使用甲醇使四氯铝酸钠中氯化钠和氯化铝解离开来，氯化钠回收后重新套用于二苯基氯化膦的制备中，氯化铝合成水处理剂聚合氯化铝(PAC)用于废水处理，解决了四氯铝酸钠固体废弃物的处理问题，同时达到了废物再利用的目的，减少对环境的污染。

　　2、实验部分

　　2.1 仪器与试剂

　　仪器：磁力搅拌器(上海司乐仪器有限公司85-1)、精密pH计(上海天达仪器有限公司PHS-3TC)、集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司DF-101S)。

　　试剂：四氯铝酸钠(自制);甲醇(国药集团化学试剂有限公司)、氢氧化钠(国药集团化学试剂有限公司)、PAC(宜兴华南)，以上试剂均为AR。

　　2.2 实验步骤

　　2.2.1 四氯铝酸钠的预处理

　　实验所用的四氯铝酸钠是笔者公司在合成二苯基氯化膦过程中产生的固渣，其中会含有少量的二苯基氯化膦及部分有机膦水解产物，这部分有机物如不脱除会影响后期

我国的采油技术先后从复合驱采油过渡到三元驱采油，三元驱采油技术逐渐走向成熟，且三元驱采油的效率较高。但三元驱采油工艺也给周边环境带来困扰，由于采油过程中夹杂大量的表面活性剂使出水水质更复杂，聚合物含量高、pH值高、含油量高、水温高等特点，加大了石油废水的处理难度。聚合驱采油效率略低，出水水质中掺杂着大量的油块，含油量较大、油味重、乳化严重，水质较差。两种采油技术的出水处理都有一定难度。

　　乳化油中油的存在方式分为游离油、分散相油、乳化油3种。絮凝加气浮对游离油、分散相油处理效果较好，对乳化油处理效果一般。破乳是关键一步。

　　本文采用破乳剂、絮凝剂及助凝剂加气浮的处理方式，对石油废水的达标处理提供依据。

　　1、实验部分

　　1.1 药品与仪器

　　聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、盐酸、硫酸铝、均为分析纯;聚丙烯酰胺(PAM，相对分子量2000万，水解度20%)、SLD型破乳剂H1(成分以高碳醇、丙二醇、丙三醇、多乙烯多胺为主)、JS-8型破乳剂R2(成分以聚氧乙烯聚氧丙烯两段嵌段式为主)均为工业品。

　　OIL460型红外分光测油仪;JJ200型电子天平;DK-S26型恒温

产品的质量。由于二苯基氯化膦沸点较高，常规的水蒸气吹脱法无法去除杂质，因此实验中采取了萃取法对四氯铝酸钠固渣进行前处理。在反应结束冷却后将100g四氯铝酸钠溶于500g水中(由于结块，需搅拌溶解较长时间)，用30g乙酸乙酯萃取3次除去其中的有机物，使废水中总磷的含量小于5mg·L-1，可以满足下一步反应的要求。

　　2.2.2 解离

　　电镀废水处理设备欢迎咨询报价将去除有机物后的水层进行蒸馏，得到93g纯净的四氯铝酸钠固体，再将得到的固体溶解于200g80%的甲醇水溶液中，加热至70℃搅拌1h，充分解离后得到白色浆料，趁热直接过滤得到回收氯化钠固体，干燥后重量为26.3g，氯化钠收率为92.8%。将干燥后的回收氯化钠套用于二苯基氯化膦的解络合反应中，并与工业品氯化钠的解络合效果进行比较。

　　2.2.3 聚合氯化铝(PAC)的制备

　　解离后得到的滤液即为三氯化铝的甲醇水溶液，脱溶后得到水合三氯化铝，接着用氢氧化钠调节盐基度，控制pH在4~5，获得聚合氯化铝，作为絮凝剂使用。

　　2.2.4 PAC絮凝效果验证

　　原水(取自南通江山农药化工股份有限公司预处理废水，COD为847mg·L-1，浊度为15度)，分别取500g置于7064个烧杯中，往烧杯中分别加入5g的自制聚合氯化铝和外购的PAC(宜兴华南)，快速搅拌30min后静置30min，取上层清液分别测定浊度和COD的变化。

　　3、结果与讨论

　　3.1 回收氯化钠的XRD表征

　　将回收得到的氯化钠固体进行了XRD的表征，其结果如图1。由图1可知，回收得到的固体与氯化钠标准图谱相一致，由此可以判断解离后得到的固体即为氯化钠。从图中的峰型上来看，经过处理后的回收氯化钠晶型也较为完整，没有因处理而发生较大的改变。

荷强等特点，应用较为广泛。IC反应器可以理解为两个两相厌氧反应器的串联，并且形成了内循环，污水从下层通过布水系统进入反应器，在反应器下部膨胀床反应区进行有机物降解和硫酸盐还原。第一级三相分离器对产生甲烷、污泥和水进行分离，部分污泥和水混合液由于甲烷的气提作用会上升至气液分离器，然后与甲烷分离，并沿下降管返回混合区，形成内循环。

　　目前，虽缺少IC反应器处理硫酸盐废水的研究，但理论上来看，应用IC反应器来处理高浓度硫酸盐有机废水有较高的可行性。

　　3、研究展望

　　3.1 在现有研究的基础上，增强对反应器实际工程应用效果的论证，为进一步的研究和创新提供方向上的指引。

　　3.2 横向比较工艺，深入研究新工艺，从温度、COD/SO42-、pH、出水水质等角度，以统一指标明确各个工艺的优缺点，为实际工程应用提供较为便捷可靠的参数支撑。