近年來，由於輕工、醫藥等行業的發展，大量含有高濃度硫酸鹽的工業廢水亟待處理，如硫酸鹽造紙廢水、檸檬酸廢水等。工業有機廢水中硫酸鹽的存在帶來的主要問題包括:高濃度的硫酸鹽強烈抑制產甲烷菌(MPB)，使消化過程困難；其次，大量硫酸鹽廢水排入汙染嚴重的水體，不僅會產生惡臭和腐蝕性的硫化氫，還會直接危害人體健康，影響生態平衡。提出了壹種處理硫酸鹽廢水的新工藝，該工藝主要由兩相厭氧反應器和微電解反應池組成。利用硫酸鹽還原菌(SRB)將so42-還原為硫化物，然後在微電解反應池中與Fe2+結合生成FeS沈澱去除大部分硫酸鹽，使後期厭氧反應的產甲烷過程不受抑制。
1流程的比較與評價
以往含硫化物和硫酸鹽廢水的處理方法主要有:
(1)控制消化液的pH值影響H2S的解離度。在厭氧消化中起抑制作用的硫化物主要是非離子化的H2S。當pH值增加時，未電離的H2S的濃度降低，因此其毒性相應降低。壹般來說，pH值在7.5 ~ 8.0範圍內。
(2)兩段厭氧消化工藝采用兩段厭氧消化工藝。第壹階段，控制產酸菌適宜的環境條件，產物主要是低級脂肪酸和H2S。流出物通過H2S去除裝置去除，在第二階段進行以甲烷為主要產物的甲烷發酵。
(3)添加SRB抑制劑主要是抑制SRB的活性，使正常參與產氫和產乙酸過程的細菌數量減少。
對於(1)法來說，控制pH值是非常困難和復雜的，因為它需要壹直監測，並且控制得非常精確。這種方法難以推廣，而且藥劑用量大，運行成本高。第二種方法的目的是在第二次厭氧處理之前去除硫酸鹽，這取決於前面厭氧系統的還原能力和厭氧系統的運行。由於H2S去除裝置復雜，實際操作困難，無法保證處理效果。在方法(3)中，盡管通過添加抑制劑抑制了H2S的產生，但是MPB的活性也被抑制，這降低了甲烷的產生。
上述工藝都有各自的缺點和實際困難，因此有必要提出壹種更實用的新工藝。該工藝是兩相厭氧反應器和微電解的結合。硫酸鹽主要被硫酸鹽還原菌(SRB)還原為硫化物，然後在微電解反應池中與Fe2+結合生成FeS沈澱去除大部分硫酸鹽，使後面厭氧反應器的產甲烷過程不受抑制，並增加回流設施提高硫酸鹽的轉化率。新流程的工藝流程如圖1所示。
圖1新流程流程
1粗細格柵2混凝沈澱池3第壹微電解反應池4沈澱池
5第壹厭氧反應器6第二微電解反應池7第二厭氧反應器
2新技術的特點和原理
2.1功能
整個過程的目的是將厭氧反應分為兩個階段，從而有效去除硫酸鹽，提高可生化性，降低COD和BOD。第壹厭氧反應器將硫酸鹽轉化為硫化物，然後在第二微電解池中去除硫化物。出水硫化物的去除消除了MPB的二次抑制，為第二厭氧反應器中有機物的厭氧消化創造了適宜的條件。此外，工藝中增加了回流設施，主要是考慮到當進水含有高硫酸鹽時，回流可以降低硫酸鹽濃度，提高硫酸鹽還原率。
2.2原則
2.2.1根據金屬材料在水溶液中的腐蝕理論，第壹個微電解反應池知道電極之間必然發生任何形式的腐蝕，兩個電極之間有電流流動。鑄鐵是鐵和碳的合金，所以當鑄鐵屑浸入水中，就形成了完整的電路，其表面就有電流。電流在成千上萬個微小的微型電池中流動，純鐵成為陽極並被腐蝕，而碳成為陰極。在酸性條件下，主要反應如下:
陽極反應:Fe-2efe2+
陰極反應:2 h++2eh2 =
在該過程中，為了將Fe2+氧化成Fe3+，對第壹微電解反應池進行曝氣，然後發生氧化還原反應:
4Fe2++O2+2H2O4 Fe3++4OH-(曝氣氧化)
Fe3++3OH-Fe (OH) 3↓(中和絮凝)
新生態Fe3+與石灰中和產生的Fe(OH)3是壹種膠體混凝劑，其吸附能力高於壹般化學水解法，使汙水中原有的懸浮物、微電解產生的不溶物和構成色度的有機物被吸附凝聚。
2.2.2混凝沈澱池
其作用是通過混合、絮凝、沈澱，進壹步分離第壹微電解反應池中產生的部分殘余懸浮物、部分有機物和Fe(OH)3絮體，防止其被帶入第壹厭氧反應器，同時去除部分COD。
2.2.3第壹厭氧反應器
硫酸鹽還原是在SRB(硫酸鹽還原菌)的作用下完成的，SRB屬於專性厭氧菌，屬於在厭氧消化中起主要作用的四個微生物種群中的產氫菌和產乙酸菌。在無硫酸鹽的厭氧環境中，SRB呈現產氫產乙酸菌的功能。在穩態厭氧消化過程中，MPB(產甲烷菌)利用產氫菌和產乙酸菌的代謝產物——氫氣和乙酸產生甲烷和二氧化碳。厭氧消化中存在硫酸鹽時，SRB不僅具有產氫產乙酸菌轉化有機酸和乙酸的功能，還具有將硫酸鹽還原為H2S的特性。在硫酸鹽厭氧消化過程中，所有可能被MPB還原生成甲烷的分子氫都被SRB競爭利用，從而阻斷了還原二氧化碳生成甲烷的反應。硫酸鹽在SRB的作用下被還原成硫化物，這是壹個汙泥馴化的過程。當硫化物濃度超過100mg/L時，直接抑制產甲烷菌的功能。當原水中的so42-含量較高(≥400mg/L)時，可能會轉化為高濃度的硫化物，這是不可避免的。因此，第壹厭氧反應器用於將大部分硫酸鹽轉化為硫化物。
2.2.4第二微電解反應池
第二微電解反應池是壹個封閉的裝置，主要是防止空氣中的氧氣被帶入後面的厭氧反應器，從而抑制厭氧反應。來自第壹厭氧反應器的含有大量硫化物的水進入第二微電解反應池，與Fe2+結合形成FeS沈澱；
？Fe2++S2-FeS↓
？Ksp=6.3×1018？
這樣就消除了硫酸鹽對MPB的抑制作用，保證了第二厭氧反應器的良好運行。此外，在反應罐中有壹個切斷裝置，這樣沈澱物就不會被帶出反應罐。
2.2.5第二厭氧反應器
進水中硫酸鹽產生的S2-在前壹級被去除，降低了第二厭氧反應器中硫酸鹽的濃度，消除了對厭氧反應的抑制作用，反應器得以順利運行。沼氣生產過程順利進行，COD和BOD得到了較大程度的去除。
3新技術的測試驗證
3.1實驗室配水驗證
生活汙水中SO42-含量測定為38 ~ 44 mg/L，實驗值為40 mg/L，加入Na2SO4後，原水中SO42-含量調整為表1中的整數值。測試數據見表1。
表1配水試驗結果
SO42-進水濃度(mg/L) SO42-第壹厭氧池出水濃度(mg/L) SO42-轉化率(%)第壹厭氧池出水(mg/L)第二微電解池出水(mg/L)去除率(%)
1000 396.0 60.40 194.6 12.7 93.47
1205 11.8 57.35 190.4 13.1 93.12
1500 670.2 55.32 200.1 13.4 93.30
1800 894.96 50.28 196.7 14.3 92.73
3.2工藝最終流出物驗證
根據對某藥廠廢水的測試，生物制藥廢水和30%的生活汙水用於配水。測試數據見表2。
表2生物制藥廢水加生活汙水的測試結果
原水沈澱池、第壹厭氧池、第二微電解池、第二厭氧池出水總去除率(%)
化學需氧量(毫克/升)1860 1302.8 1004.6 883.13 204.7 88.99
生化需氧量(毫克/升)672 706.5 642.4 667.1 114.6 82.95
SO42-(毫克/升)1275 1264.4 521.7 17.1.16.2 98.73
SS(毫克/升)984 470.35 361.6 143.2 95.5 90.29
色度(X)1360 575.28 464.5 182.5 88.7 93.48
上述數據是在不打開回流裝置的情況下測量的。當進水中硫酸鹽濃度很高時，開啟回流裝置，提高硫酸鹽的轉化率，從而降低硫酸鹽濃度，使後面的厭氧反應器反應平穩。
這些實驗結果為該新工藝處理高濃度硫酸鹽有機廢水的進壹步研究和工程實踐奠定了理論基礎。
4結論
(1)硫酸鹽還原-微電解脫硫-厭氧反應新工藝能有效消除高濃度硫酸鹽對產甲烷菌(MPB)的影響，達到厭氧反應產甲烷過程不受抑制的目的。
(2)采用微電解技術，設備簡單，運行成本低，COD和色度去除效果好，可大大提高汙水的可生化性，為後續生化處理創造有利條件。第二微電解池使用壹段時間後，可以用稀酸再生重復使用。
(3)從理論分析和小規模試驗數據來看，該工藝在技術和經濟上是可行的，但其實用價值有待更深入的研究和實踐來驗證。