李亞?wèn)|， 肖小蘭， 黃振興

（江南大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122）

兩相厭氧耦合生物脫硫組合工藝處理糖蜜乙醇廢水的性能

李亞?wèn)|， 肖小蘭， 黃振興*

（江南大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122）

采用兩相厭氧耦合生物脫硫組合工藝處理糖蜜乙醇廢水，在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程對(duì)各處理單元的效能進(jìn)行了測(cè)定分析。結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水COD和SO42-負(fù)荷提升至18～21 kg/（m3·d）和0.8～1.1 kg/（m3·d）時(shí)，組合工藝的COD和SO42-去除率可分別達(dá)到95%～96%和86%～90%，出水中COD、SO42-和硫化物含量分別為6 000～6 500、800～850、750～800 mg/L。從各處理單元的運(yùn)行效能來(lái)看，一級(jí)厭氧和二級(jí)厭氧對(duì)COD去除的貢獻(xiàn)率分別為86%和11%，同時(shí)兩者對(duì)硫酸鹽去除的貢獻(xiàn)率分別為90%和7%；而生物脫硫貢獻(xiàn)率較小，均在3%左右。由此可見(jiàn)，一級(jí)厭氧的處理效能要顯著高于二級(jí)厭氧。此外生物脫硫單元在高負(fù)荷運(yùn)行條件下的硫化物去除率較低（30%左右），增加曝氣量雖然一定程度上可以增加溶氧以及緩解單質(zhì)硫在陶粒表面的吸附，但同時(shí)也可能會(huì)影響生物膜的形成和硫細(xì)菌的固定，從而造成微生物大量流失。因此如何保證氧氣、底物與硫細(xì)菌之間的高效傳質(zhì)將是今后需要進(jìn)一步解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

兩相厭氧耦合生物脫硫；糖蜜乙醇廢水；硫酸鹽還原菌；產(chǎn)甲烷菌；無(wú)色硫細(xì)菌

糖蜜乙醇廢水是利用糖廠的副產(chǎn)品糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的過(guò)程中，發(fā)酵醪液在蒸餾塔蒸出乙醇后所排放的廢水，其具有COD和SS含量高、硫酸鹽濃度高、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。若不經(jīng)過(guò)處理直接排放，不僅浪費(fèi)資源，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。目前國(guó)內(nèi)外處置糖蜜乙醇廢水的方法主要包括農(nóng)田灌溉法、濃縮法、氧化塘法、好氧法、厭氧-好氧法、厭氧法和化學(xué)絮凝法等，其中應(yīng)用和研究較多的是厭氧生物處理法[2]。但是常規(guī)厭氧工藝在處理富含硫酸根的糖蜜乙醇廢水時(shí)通常會(huì)面臨以下問(wèn)題：1）硫酸鹽還原菌 （Sulfate Reducing Bacteria，SRB）與產(chǎn)甲烷菌（Methane Producing Bacteria，MPB）之間產(chǎn)生基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)作用，導(dǎo)致甲烷轉(zhuǎn)化率不高；2）硫酸鹽還原菌的代謝產(chǎn)物硫化物會(huì)對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生毒害作用并導(dǎo)致整個(gè)厭氧系統(tǒng)處理效果惡化；3）硫化物累積會(huì)反饋抑制硫酸鹽還原過(guò)程，從而對(duì)厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成顯著影響[3-5]。

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)高濃度有機(jī)廢水厭氧處理技術(shù)研究的逐步深入，研究人員提出了采用兩相厭氧工藝來(lái)處理糖蜜乙醇廢水[6-8]?；诹蛩猁}還原菌和產(chǎn)甲烷菌的生理生化屬性，通過(guò)在兩個(gè)厭氧系統(tǒng)中分別營(yíng)造功能菌群的最適生長(zhǎng)環(huán)境，兩相厭氧工藝被認(rèn)為可以更為有效地處理含高濃度硫酸鹽的有機(jī)廢水。鑒于此，作者在國(guó)內(nèi)外已有研究成果和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用兩相厭氧耦合生物脫硫組合工藝以處理糖蜜乙醇廢水，并在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)各生物相的效能進(jìn)行了討論和分析，旨在為糖蜜乙醇廢水的高效處置提供穩(wěn)定的技術(shù)途徑和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 糖蜜乙醇廢水水質(zhì)

本研究所處理的糖蜜乙醇廢水取自廣西某糖廠，其水質(zhì)見(jiàn)表1。廢水中含有豐富的有機(jī)質(zhì)，總COD高達(dá)120 000～150 000 mg/L，BOD/COD比高，具有良好的可生化性。此外廢水中SO42-也較高，達(dá)到6 000～8 000 mg/L，同時(shí)還存在著SS含量高、色度高、pH低等特點(diǎn)。

表1 糖蜜乙醇廢水水質(zhì)情況Table 1 Characteristics of the molasses alcohol wastewater

1.2 工藝流程及主要反應(yīng)單元構(gòu)筑

兩相厭氧工藝流程見(jiàn)圖1。原水經(jīng)計(jì)量泵進(jìn)入一級(jí)UASB厭氧單元，出水經(jīng)過(guò)沉淀池再進(jìn)入生物脫硫反應(yīng)器。脫硫單元出水經(jīng)過(guò)沉淀后一部分回流至一級(jí)厭氧單元（回流比為2∶1），另一部分則進(jìn)入二級(jí)厭氧反應(yīng)器（UASB）進(jìn)行處理。UASB和脫硫反應(yīng)器均為有機(jī)玻璃制成。UASB反應(yīng)區(qū)高度為150 cm，內(nèi)徑為10 cm，高徑比為15，總有效體積為22 L。反應(yīng)區(qū)外部設(shè)有保溫夾套，通過(guò)恒溫水浴保持反應(yīng)溫度在（37±1）℃左右。脫硫反應(yīng)器為普通上流式反應(yīng)器，其體積為5.4 L，內(nèi)徑為10 cm，高度為70 cm。

圖1 糖蜜乙醇廢水兩相處理工藝流程圖Fig.1 Schematic diagram of two-phase process for molasses-alcoholic wastewater treatment

1.3 組合工藝的啟動(dòng)和運(yùn)行

一級(jí)厭氧反應(yīng)器接種污泥為安徽馬鞍山某檸檬酸廠IC反應(yīng)器內(nèi)的厭氧顆粒污泥，VSS接種量為33.6 g/L。脫硫反應(yīng)器接種污泥取自于安徽馬鞍山某檸檬酸廠的二沉池污泥。二級(jí)厭氧反應(yīng)器接種污泥為蘇州某餐廚垃圾處理廠的厭氧消化污泥，反應(yīng)器VSS接種量為4.1 g/L。組合工藝啟動(dòng)和運(yùn)行分為三個(gè)階段：1）在0～30 d，獨(dú)立啟動(dòng)和運(yùn)行一級(jí)厭氧反應(yīng)器；2）在繼續(xù)調(diào)試一級(jí)厭氧反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，同時(shí)采用其出水作為生物脫硫反應(yīng)器的進(jìn)水，啟動(dòng)和調(diào)試一級(jí)厭氧＋生物脫硫＋二級(jí)厭氧組合工藝 （31～90 d）；3）兩相厭氧耦合生物脫硫組合工藝的穩(wěn)定運(yùn)行階段（90～110 d）。

1.4 分析方法

電導(dǎo)率采用DDS-307電導(dǎo)率儀測(cè)定，BOD5、CODCr、堿度（以 CaCO3計(jì)）、TSS、VSS、VFA、SO42-和硫化物的測(cè)定方法見(jiàn)文獻(xiàn)[9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 一級(jí)厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)運(yùn)行結(jié)果分析

2.1.1 COD去除效能分析 一級(jí)厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中COD的去除效能見(jiàn)圖2。在0～70 d，作者采用糖蜜乙醇廢水經(jīng)自來(lái)水適當(dāng)稀釋后作為進(jìn)水，且調(diào)節(jié)進(jìn)水pH至6～7之間；并通過(guò)控制稀釋度和HRT，使得進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷逐漸增加至16 kg/（m3·d）左右；此階段的運(yùn)行過(guò)程中，一級(jí)厭氧反應(yīng)器的處理效能逐漸增加，COD去除率可達(dá)70%～80%，出水COD基本保持在10 000 mg/L以下。當(dāng)運(yùn)行至70 d時(shí)，原水不經(jīng)稀釋直接進(jìn)入反應(yīng)器，同時(shí)采用脫硫反應(yīng)器的出水回流以中和原水pH，回流比為2∶1；在此基礎(chǔ)上繼續(xù)調(diào)試運(yùn)行，最終在HRT=68 h的運(yùn)行條件下，反應(yīng)器的進(jìn)水容積負(fù)荷可維持在15～21 kg/（m3·d）。在此階段的運(yùn)行過(guò)程中，由于負(fù)荷提高且原水未經(jīng)額外稀釋?zhuān)荂OD去除率始終保持在80%以上，COD去除負(fù)荷達(dá)到12～16 kg/（m3·d），說(shuō)明反應(yīng)器的抗負(fù)荷能力很強(qiáng)，一級(jí)厭氧出水COD質(zhì)量濃度最終為20 000 mg/L左右。此外作者對(duì)一級(jí)厭氧反應(yīng)器的氣相成分進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示氣相中的硫化氫含量達(dá)到1%，而甲烷體積分?jǐn)?shù)最終可穩(wěn)定在55%左右。大量文獻(xiàn)證實(shí)[10-11]，相較于MPB，SRB無(wú)論在基質(zhì)利用還是生長(zhǎng)代謝方面均具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；但是由于糖蜜乙醇廢水中較高的COD/SO42-，因此一級(jí)厭氧系統(tǒng)中MPB仍然可以建立一定的優(yōu)勢(shì)地位；而SRB和MPB的共存也許就是一級(jí)厭氧高COD處理負(fù)荷的主要驅(qū)動(dòng)力。

圖2 一級(jí)厭氧反應(yīng)器的COD去除效能Fig.2 COD removal capability of the first anaerobic reactor

2.1.2 硫酸鹽的去除效能 一級(jí)厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中的硫酸鹽去除情況見(jiàn)圖3。在啟動(dòng)初期（0～10 d），硫酸鹽的去除率可達(dá)70%～80%，出水硫酸鹽質(zhì)量濃度維持在250 mg/L以下。此后隨著進(jìn)水負(fù)荷的逐漸增加，硫酸鹽去除率有所降低。在組合工藝的穩(wěn)定運(yùn)行階段（90～110 d），進(jìn)水硫酸鹽負(fù)荷提升至0.8～1.0 kg/（m3·d），而此階段硫酸鹽平均去除率穩(wěn)定至80%，出水硫酸鹽質(zhì)量濃度在1 000～1 500 mg/L之間。此外，硫化物作為SRB的主要代謝產(chǎn)物，其質(zhì)量濃度隨進(jìn)水負(fù)荷的提升而顯著增加，在穩(wěn)定運(yùn)行階段可達(dá)到1 200 mg/L以上。以上結(jié)果表明，在一級(jí)厭氧系統(tǒng)的啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中，SRB得到了有效地富集，從而能夠大幅消減糖蜜廢水中的硫酸鹽。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[12-13]，硫化物的積累會(huì)對(duì)SRB和MPB產(chǎn)生毒害作用，其中H2S的致毒效應(yīng)最為明顯。中性H2S分子能夠透過(guò)細(xì)胞膜與一些胞內(nèi)酶發(fā)生作用甚至使其失活，從而嚴(yán)重抑制微生物活性。因此在一級(jí)厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中，硫化物質(zhì)量濃度的顯著提高必然會(huì)對(duì)系統(tǒng)中微生物的代謝活性產(chǎn)生影響，這也是COD和硫酸鹽去除率隨負(fù)荷提升而有所降低的主要原因之一。

圖3 一級(jí)厭氧反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中硫酸鹽和硫化物質(zhì)量濃度的變化Fig.3 Variations of sulfide and sulfate concentrations during the first anaerobic reactor

2.1.3 pH、VFA、堿度的變化 pH和VFA/ALK是評(píng)價(jià)厭氧系統(tǒng)在高負(fù)荷運(yùn)行條件下穩(wěn)定性的重要參數(shù)，因此作者一級(jí)厭氧反應(yīng)器不同運(yùn)行條件下的3種指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖4。雖然進(jìn)水pH變化很大，但是出水pH在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中基本保持在7～7.6左右，此pH范圍也正是SRB高效富集的前提條件之一。此外在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中VFA/ALK基本維持在0.2以下。大量文獻(xiàn)[14]表明，如果厭氧系統(tǒng)中的VFA/ALK低于0.3～0.4，則系統(tǒng)穩(wěn)定性好，沒(méi)有酸化風(fēng)險(xiǎn)。由此可見(jiàn)雖然一級(jí)厭氧反應(yīng)器中有機(jī)負(fù)荷和硫化物質(zhì)量濃度較高，但是通過(guò)合理控制系統(tǒng)的pH和堿度仍然可以保證較好的產(chǎn)甲烷活性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

圖4 一級(jí)厭氧pH、VFA、堿度的變化Fig.4 Variations of pH，VFA and alkalinity in first the stage anaerobic

2.2 生物脫硫反應(yīng)器啟動(dòng)運(yùn)行結(jié)果分析

2.2.1 硫酸根和硫化物質(zhì)量濃度的變化 好氧生物脫硫工藝成功運(yùn)行的關(guān)鍵在于溶解氧和硫化物質(zhì)量濃度的合理控制。硫細(xì)菌以O(shè)2為電子受體，將硫化物吸附氧化形成單質(zhì)硫。但是單質(zhì)硫在水中形成膠體狀而不容易形成沉淀，因此在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中通常采用陶粒以吸附和去除硫單質(zhì)[15-16]。作者在一級(jí)厭氧運(yùn)行到第30天時(shí)，采用其出水啟動(dòng)和運(yùn)行好氧脫硫反應(yīng)器，脫硫工藝以陶粒為填料，控制溫度在30～35℃，曝氣強(qiáng)度則隨進(jìn)水硫化物負(fù)荷變化而適當(dāng)調(diào)節(jié)，其公式為DO=0.345Ns＋0.35其中Ns為硫化物容積負(fù)荷。運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)圖5。在啟動(dòng)初期，硫細(xì)菌處于適應(yīng)馴化階段，硫化物去除率不高（30%～40%）。當(dāng)運(yùn)行至50～60 d時(shí)，去除率顯著提高至70%～85%；此后隨著進(jìn)水硫化物質(zhì)量濃度的進(jìn)一步增加（64～75 d），其去除率明顯降低，只能達(dá)到40%左右。此階段觀察到陶粒填料表面已經(jīng)吸附有大量的單質(zhì)硫，而這必然會(huì)影響硫細(xì)菌對(duì)氧氣和硫化物的攝取。為了吹脫生物膜表面的單質(zhì)硫以及增加硫細(xì)菌與氧氣和底物的接觸，作者隨后加大了曝氣量，而硫化物去除率則因此迅速回升至70%左右。但是隨著負(fù)荷的進(jìn)一步提升，當(dāng)進(jìn)水硫化物增加至600 mg/L以上時(shí)（88～110 d），其去除率再次下降至30%左右，而且進(jìn)一步加大曝氣量也難以得到恢復(fù)。此階段進(jìn)水硫化物質(zhì)量濃度最高可達(dá)到900～1 000 mg/L，而出水質(zhì)量濃度基本在600 mg/L左右。以上結(jié)果說(shuō)明，在高硫化物質(zhì)量濃度的情況下增加曝氣量雖然可以一定程度上緩解單質(zhì)硫在陶粒表面的吸附，但是同時(shí)也可能會(huì)影響生物膜的形成和硫細(xì)菌的固定，從而造成微生物大量流失和脫硫效能的降低。因此如何解決氧氣、底物與硫細(xì)菌之間的高效傳質(zhì)是保證生物脫硫工藝效率的關(guān)鍵，這也是今后需要進(jìn)一步解決的主要問(wèn)題之一。一般認(rèn)為脫硫反應(yīng)可分為兩個(gè)階段[17]，第一階段為硫化物氧化成單質(zhì)硫，第二階段為單質(zhì)硫進(jìn)一步氧化為亞硫酸鹽及硫酸鹽，且其中第一階段的反應(yīng)速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第二階段的反應(yīng)速率。由于本研究脫硫系統(tǒng)中含有較高質(zhì)量濃度的硫化物，這就大大降低了硫細(xì)菌氧化單質(zhì)硫的效率，也正因如此硫酸鹽在反應(yīng)階段幾乎無(wú)任何凈生成。

2.2.2 COD質(zhì)量濃度和pH的變化 由圖6可知，在整個(gè)運(yùn)行階段，脫硫反應(yīng)器對(duì)COD具有少量的去除效果，這和左劍惡等人[17]的研究結(jié)果類(lèi)似。這可能是由于進(jìn)水中高濃度的硫化物抑制了異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)代謝。此外由于S2-氧化到S0是一個(gè)產(chǎn)堿的過(guò)程[16]，因此本研究脫硫反應(yīng)器出水pH一直高于進(jìn)水pH，進(jìn)水pH一般保持在8.0～8.5左右，而出水pH可達(dá)到8.5～9.0。也正因如此，在70 d時(shí)將脫硫反應(yīng)器出水回流至一級(jí)厭氧以中和原水pH。當(dāng)回流比為2∶1時(shí)，一級(jí)厭氧進(jìn)水pH可維持在6.5左右。

圖5 生物脫硫反應(yīng)器的運(yùn)行效能Fig.5 Operational performance of the biological desulfurization reactor

2.3 二級(jí)厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)運(yùn)行結(jié)果分析

2.3.1 COD去除效能 鑒于脫硫反應(yīng)器出水pH較高，因此在進(jìn)入二級(jí)厭氧反應(yīng)器之前將其pH調(diào)節(jié)至7.0左右。二級(jí)厭氧的COD去除效能見(jiàn)圖7。進(jìn)水COD容積負(fù)荷從1 kg COD/（m3·d）逐漸增加至3.2 kg COD/（m3·d），去除率穩(wěn)定在60%左右，去除負(fù)荷為0.6～1.5 kg/（m3·d），出水COD質(zhì)量濃度基本維持在6 000 mg/L以下。李玲[18]和楊景亮[6]等人曾運(yùn)用兩相UASB反應(yīng)器處理高濃度硫酸鹽廢水，他們采用厭氧酸化/硫酸鹽還原＋脫硫＋甲烷化的組合工藝，COD去除主要體現(xiàn)在二級(jí)厭氧的產(chǎn)甲烷階段。而本研究采用的是兩級(jí)厭氧消化耦合生物脫硫工藝，一級(jí)厭氧系統(tǒng)中MPB和SRB的共存能夠有效去除COD，如此二級(jí)厭氧階段的COD去除負(fù)荷便相對(duì)降低了。同時(shí)研究結(jié)果還顯示，二級(jí)厭氧出水的（BOD/COD）＜0.2，可生化性顯著降低，色度依然較高；此外出水中還有一定質(zhì)量濃度的硫化物，這也會(huì)對(duì)厭氧代謝活性產(chǎn)生一定的影響。總之二級(jí)厭氧能夠進(jìn)一步去除脫硫反應(yīng)器出水中的COD，但是由于運(yùn)行方式的差異以及一些其它因素，本研究中二級(jí)厭氧的COD去除效能和去除率要顯著低于一級(jí)厭氧，組合工藝的最終COD去除率可達(dá)到95%左右。

圖6 脫硫反應(yīng)器中COD和pH的變化Fig.6 Variations of COD and pH during the biological desulfurization reactor operation

2.3.2 硫酸根和硫化物質(zhì)量濃度的變化 由于脫硫反應(yīng)器出水中依然含有一定量的硫酸鹽，因此作者繼續(xù)對(duì)二級(jí)厭氧中硫酸鹽的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，隨著進(jìn)水負(fù)荷的增加和厭氧污泥的逐漸適應(yīng)，硫酸鹽去除率最終可達(dá)到20%～30%，出水硫化物質(zhì)量濃度在90～110 d達(dá)到650～800 mg/L，見(jiàn)圖8。

圖7 二級(jí)厭氧反應(yīng)器的COD去除效能Fig.7 COD removal capabilityof the second anaerobic reactor

圖8 二級(jí)厭氧反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中硫酸鹽和硫化物質(zhì)量濃度的變化Fig.8 Variations of sulfide and sulfate concentrations during the second anaerobic reactor

由此可見(jiàn)，二級(jí)厭氧的硫酸鹽去除效能要顯著低于一級(jí)厭氧，這一方面是由于進(jìn)水中易降解碳源的減少，另一方面較高的硫化物質(zhì)量濃度也會(huì)對(duì)硫酸鹽的還原產(chǎn)生一定的抑制。此外氣相分析結(jié)果表明，二級(jí)厭氧系統(tǒng)中甲烷產(chǎn)率很低。這是由于在一級(jí)厭氧階段，COD去除負(fù)荷較高，并造成COD/SO42-大幅降低，從而削弱了甲烷菌對(duì)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，因此導(dǎo)致了二級(jí)厭氧階段產(chǎn)甲烷活性很低。

3 結(jié)語(yǔ)

作者采用兩相厭氧耦合生物脫硫組合工藝處理糖蜜乙醇廢水，在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中探討和分析了各處理單元一系列重要參數(shù)的變化規(guī)律，獲得的研究結(jié)果可為糖蜜乙醇廢水生物處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)及其工程應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，具體結(jié)論如下：

1）本研究采用的兩相厭氧耦合生物脫硫組合工藝能夠有效處置糖蜜乙醇廢水，當(dāng)進(jìn)水COD和SO42-負(fù)荷提升至18～21 kg/（m3·d）和0.8～1.1 kg/（m3·d）時(shí)，組合工藝的COD和SO42-去除率可分別達(dá)到95%～96%和86%～90%，出水中COD、SO42-和硫化物質(zhì)量濃度分別為 6 000～6 500、800～850、750～800 mg/L。

2）一級(jí)厭氧 COD去除負(fù)荷可達(dá)到 10～14 kg/（m3·d），其對(duì)組合工藝COD和SO42-去除的貢獻(xiàn)率分別為86%和90%；氣相中的硫化氫體積分?jǐn)?shù)達(dá)到1%，而甲烷體積分?jǐn)?shù)最終可穩(wěn)定在55%左右，因此產(chǎn)甲烷菌和硫酸鹽還原菌的共存也許是一級(jí)厭氧高處理負(fù)荷的主要驅(qū)動(dòng)力。

3）二級(jí)厭氧的處理效能要顯著低于一級(jí)厭氧，其對(duì)組合工藝COD和SO42-去除的貢獻(xiàn)率分別只有11%和7%。這主要是因?yàn)榻?jīng)過(guò)一級(jí)厭氧的高效處理，廢水中BOD/COD顯著降低，可生化性變差，同時(shí)較高質(zhì)量濃度的硫化物也會(huì)對(duì)微生物代謝活性產(chǎn)生一定的影響。

4）生物脫硫單元對(duì)組合工藝COD和SO42-去除的貢獻(xiàn)率較小。此外在高負(fù)荷運(yùn)行條件下的硫化物去除率較低（30%左右），增加曝氣量雖然一定程度上可以增加溶氧以及緩解單質(zhì)硫在陶粒表面的吸附，但是同時(shí)也可能會(huì)影響生物膜的形成和硫細(xì)菌的固定，從而造成微生物大量流失和脫硫效率的降低。因此如何解決氧氣、底物與硫細(xì)菌之間的高效傳質(zhì)是保證生物脫硫工藝效能的關(guān)鍵，這也是今后需要進(jìn)一步解決的主要問(wèn)題之一。

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Treatment of Molasses-Alcoholic Wastewater via A Two-Stage Anaerobic Process Combined with Biological Desulfurization

LI Yadong， XIAO Xiaolan， HUANG Zhenxing*
（School of Environment and Civil Engineering，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

The operation performance of a process including two-stage anaerobic digestion combined with biological desulfurization for treating molasses alcohol wastewater was evaluated during the startup and stable operation in this study.The results showed that when the COD and SO42-volume loading rate were improved to 15～21 kg/（m3·d）and 0.8～1.1 kg/（m3·d），the removal rate of COD and SO42-were up to 95%～96%and 86%～90%，respectively，and the content of COD，SO42-and sulfide in effluent were 6 000～6 500，800～850 and 750～800 mg/L，respectively.Especially，thecontribution rates to the COD and SO42-remove efficiencies for the first stage and the second stage digestion were 86%，11%and 90%，7%，respectively，while both of them were about 3%in the biological desulfurization.Thus，the treatment efficiency of the first stage digestion was significantly higher than that of the second stage digestion.Furthermore，the sulfide remove rate was relatively low（about 30%）in the biological desulfurization process under high loading rate.Although it was possible to increase dissolved oxygen and relieve the adsorption of sulfur on the ceramic surface by improving aeration strength，the increasing aeration also affected the formation of biofilm and fixation of sulfur bacteria，which led to the loss of microorganisms.Hence，how to ensure mass transferring efficiently among the substrate，sulfur bacteria and oxygen was the key problem to be solved in the further research.

two-stage anaerobic process combined with biological desulfurization，molasses alcohol wastewater，sulfate reducing bacteria（SRB），methane producing bacteria（MPB），colorless sulfur bacteria（CSB）

X 703

A

1673—1689（2017）03—0252—07

2015-02-01

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（NSFC 21276114）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAC11B05）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目（JUSRP11435，JUSRP111A12）。

*通信作者：黃振興（1985—），男，江蘇泰州人，工學(xué)博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事環(huán)境生物質(zhì)能方面的研究。

E-mail：biogashuang@yahoo.com.cn

李亞?wèn)|，肖小蘭，黃振興.兩相厭氧耦合生物脫硫組合工藝處理糖蜜乙醇廢水的性能[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2017，36（03）：252-258.