味精廢水厭氧處理試驗研究

李崢 劉保成 （中國市政工程華北設計研究總院 天津300074）

味精廢水一般由多個工段廢水組成，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-、氨氮和有機物，給厭氧處理帶來了很大的困難，味精廢水厭氧處理一直沒有成功，主要有以下幾個原因：

①味精廢水厭氧處理一般采用厭氧產甲烷菌。由于味精廢水含有大量硫酸鹽，厭氧處理過程中產生了大量的硫化氫，高濃度的硫化氫抑制了產甲烷菌的活性，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，在厭氧處理系統，這些谷氨酸、蛋白質的有機氮被還原成氨氮，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、水量波動大，pH值低，造成厭氧處理運行不穩定。

針對以上存在的問題，我們通過實驗研究，培養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題，使味精離交廢水厭氧處理成為現實。

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，除了產甲烷外，還在發生硫酸鹽還原。硫酸鹽還原是指嚴格厭氧的細菌——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物的過程，終產物是硫化物、水和CO2。

硫酸鹽還原菌將硫酸鹽、亞硫酸鹽還原為硫化氫，這一過程會使甲烷產量減少，硫酸鹽還原菌的生長需要與產乙酸菌相同的底物。

根據所利用的底物不同，硫酸鹽還原細菌可以分為3類：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個或3個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甲烷菌的活性，使產氣量下降。如果利用硫酸鹽還原菌的異氧特性，采用硫酸鹽還原菌對味精廢水進行厭氧處理，在還原硫酸鹽、亞硫酸鹽的同時，去除COD。由于硫酸鹽還原菌耐硫化氫能力強于產甲烷菌，所以該反應過程可以持續進行。

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物。

其反應如下：

2 硫酸鹽還原菌處理味精廢水試驗研究

2.1 味精廢水厭氧處理試驗研究工藝流程

本次試驗采用厭氧UASB反應器，反應器由有機玻璃組成。試驗采用兩相厭氧。污水首先由提升泵進入A段UASB，出水曝氣吹脫硫化氫，然后進入B段UASB。UASB內置套管加熱，保證UASB內部溫度恒定。

2.2 味精廢水厭氧處理試驗

2.2.2 化驗項目及辦法 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；揮發酸采用容量法。

2.2.3 工藝運行條件 溫度為35℃；pH值范圍在5～9。

2.2.4 試驗過程及結果 本次試驗歷時130 d。

根據進水的COD濃度，可以將試驗分為兩個階段：第一階段，進水的COD在2～5 g/L，出水硫化物在200 mg/L以下；第二階段，進水的COD在5～10 g/L，出水硫化物在3 000 mg/L。

2.2.4.1 第一階段試驗結果如下

①A段UASB反應器實驗結果 A段UASB反應器進水水質：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反應器出水水質：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反應器COD的去除率為60%。

②B段UASB反應器實驗結果 B段UASB反應器進水水質：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反應器出水水質：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反應器COD的去除率為50%。

2.2.4.2 第二階段試驗結果如下

①A段UASB反應器實驗結果 A段UASB反應器進水水質：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反應器出水水質：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反應器COD的去除率為70%。

②B段UASB反應器實驗結果 B段UASB反應器進水水質：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反應器出水水質：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反應器COD的去除率為40%。

3 試驗結果分析

從味精廢水厭氧處理試驗結果可以看出：①味精廢水厭氧處理是可行的。采用兩級UASB反應器，COD從10 g/L降解到1.5～2 g/L，COD去除率可以達到80%。②厭氧反應器出水COD、pH值穩定。味精廢水經厭氧處理后，出水pH值趨于中性。③味精廢水厭氧處理過程中，廢水的硫化物濃度上升，硫酸根濃度降低。

4 結論

經過試驗研究，可以得出以下結論：味精廢水厭氧處理是可行的；味精廢水厭氧處理要控制進水水質，重點是進水的硫酸根、pH值和氨氮；味精廢水經厭氧處理，COD可以去除80%。■