二、硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水
硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產(chǎn)生硫化氫，硫化氫和廢水中的重金屬反應(yīng)，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。
1．廢水處理工藝流程見圖9-25。
2．工藝說明 利用微生物方法處理重金屬廢水時，由于廢水中常缺乏微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，包括有機(jī)物、氮、磷等，因此，在廢水中需加入所缺的營養(yǎng)物質(zhì)。
生物反應(yīng)器是一個厭氧反應(yīng)系統(tǒng)，微生物在厭氧條件下分解有機(jī)物，還原硫酸鹽生成硫化氫，硫化氫與廢水中的鋅離子反應(yīng)生成不溶性的硫化鋅。生物反應(yīng)器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應(yīng)器等。
反應(yīng)生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起，當(dāng)其濃度達(dá)到一定程度以后，為了保證生物反應(yīng)器的正常運行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高，可以回收。
從沉淀池中的出水，雖然鋅離子的去除率很高，但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫，因此必須要進(jìn)行好氧處理去除COD和硫化氫，使zui終出水的指標(biāo)都達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
3．工藝參數(shù)對處理效果的影響 從有關(guān)的研究中，分析不同的工藝參數(shù)對鋅離子去除效果的影響。
?。?）進(jìn)水COD濃度對鋅離子去除能力的影響 進(jìn)水COD濃度對鋅離子和COD去除能力的影響結(jié)果見表9-16。
從表9-16可見，出水COD隨進(jìn)水COD的降低而降低。反應(yīng)器中的硫化氫濃度隨進(jìn)水COD濃度下降而下降。但硫化氫濃度為80mg／L左右時，進(jìn)水COD增加不會導(dǎo)致硫化氫的增加。因此，考慮反應(yīng)器進(jìn)行的穩(wěn)定性和出水水質(zhì)，廢水中營養(yǎng)物的加入量應(yīng)當(dāng)控制在300mg／L左右。
?。?）水力滯留時間對反應(yīng)器穩(wěn)定性的影響 在進(jìn)水COD為320mg／L，鋅離子100mg／L的條件下逐漸提高進(jìn)水速率。水力滯留時間由18h逐漸減少至3h，結(jié)果如表9-17。
由表9-17可以看出，當(dāng)水力滯留時間由18h降至9h時，對鋅離子的去除率基本無影響，繼續(xù)降低水力滯留時間鋅離子的去除率開始逐漸降低，當(dāng)水力滯留時間降到4h以后，鋅離子的去除率急驟下降。分析裝置對鋅離子的總?cè)コ芰梢园l(fā)現(xiàn)：隨著水力滯留時間的減少，裝置單位容積對鋅離子的去除效率逐漸提高，當(dāng)水力滯留時間降到5h后，反應(yīng)器的離子去除能力zui高，為429mg／L•d。如繼續(xù)降低水力滯留時間去除能力反而降低。當(dāng)水力滯留時間為3h時，鋅離子去除效率僅為246.8mg／L•d。這說明SRB的活性受到了抑制。
?。?）廢水中鋅離子濃度對反應(yīng)器穩(wěn)定性的影響 進(jìn)水中鋅離子由初始的100mg／L逐漸增加到600mg／L，結(jié)果見表9-18。從表9-18可以看出，該方法對500mg／L以下的含鋅廢水都能有效地處理。隨著濃度的提高，裝置的單位體積處理效率也跟著提高，zui高達(dá)1329mg／L•d。但如進(jìn)一步提高進(jìn)水鋅濃度至600mg／L，則鋅離子去除能力反而大大降低，單位體積的去除效率僅為864mg／L•d。說明SRB已經(jīng)受到鋅的毒害作用。盡 管如此，該結(jié)果也表明，本方法能夠耐受較高濃度的鋅離子的沖擊。
?。?）進(jìn)水硫酸鹽濃度對鋅離子去除率的影響 試驗中為了避免干擾，進(jìn)水COD濃度提高到640mg／L，結(jié)果見表9-19。由表9-19表明，該法在所試范圍內(nèi)對鋅離子的去除率均為97％以上。分析硫化氫濃度表明，SRB的活性受硫酸鹽濃度影響。在硫酸根濃度低于500mg／L時，SRB的活性隨著硫酸根濃度的降低而降低。至100mg／L時，出水中已經(jīng)測不到硫化氫，在該濃度下看來不能長期運行。由于一般的工業(yè)廢水中硫酸鹽的濃度都較高，因而硫酸鹽的濃度不會影響本方法的應(yīng)用。
4．供設(shè)計參考的工藝參數(shù) 硫酸鹽還原菌處理含鋅廢水的污泥床工藝可在進(jìn)水COD和鋅濃度分別為320mg／L與100mg／L時有效運行，有機(jī)物和鋅離子的去除率分別達(dá)到73.8％和99.63％。在水力滯留時間降至6h時，鋅離子的去除率仍可達(dá)94.5％。進(jìn)水鋅離子濃度低于500mg／L時裝置可以穩(wěn)定運行，而當(dāng)濃度達(dá)到600mg／L時，硫酸鹽還原菌受到鋅離子的明顯毒害。當(dāng)進(jìn)水COD1500mg／L，鋅離子500mg／L，水力滯留時間為9h時，裝置的鋅離子容積去除率可達(dá)1329mg／L•d。
