1、概述
在工業飛速發展帶來巨大經濟效益的同時，工業廢水帶來的污染問題也日趨嚴重。硫及其化合物作為重要的工業原料，廣泛應用于造紙、制藥、糖蜜發酵等行業，形成了大量高濃度硫酸鹽有機廢水，該類廢水因含大量硫酸鹽，對水體、水生生物、大氣環境均會產生污染。
因化學需氧量(COD)較高，這類廢水通常采用厭氧生物工藝處理，但廢水中高濃度硫酸鹽的存在會給厭氧處理過程帶來不利影響，硫酸鹽會被硫酸鹽還原菌(SRB)還原為硫化氫，而硫化氫對產甲烷菌(MPB)和SRB均有較強的抑制作用，SRB在還原硫酸鹽的過程中會與產甲烷菌競爭底物。抑制和競爭作用使厭氧反應器對COD、硫酸鹽的處理效率大幅降低，甚至導致反應器運行失敗。為解決這些問題，有學者在單相反應器基礎上，研發出了單相吹脫、兩相厭氧等工藝。
2、厭氧生物處理
2.1 厭氧消化反應
目前三階段理論和四菌群理論為厭氧消化反應過程的主流解釋理論。其中，三階段理論是指將厭氧消化過程分為水解發酵、產氫產乙酸、產甲烷三個階段，據此將參與反應的微生物按照功能分為水解發酵菌、產氫產乙酸菌、同型產乙酸菌和產甲烷菌四類菌。
此外，由于厭氧消化體系中存在硫酸鹽，SRB也會參與厭氧發酵過程，目前得到鑒定的SRB中，以脫硫弧菌屬、脫硫葉菌屬等為常見。而在SRB參與反應過程中，主要有兩類電子供體，即產甲烷前驅物(乙酸、H2/CO2)和有機物發酵過程的中間產物(丙酸、丁酸、乙醇)。
2.2、研究進展
高效厭氧生物處理技術已經在高濃度硫酸鹽有機廢水處理領域廣泛應用，在不同COD/SO42-時呈現出不同的處理效果，COD或硫酸鹽的去除率可達70%~80%。而在實際應用中，單相厭氧工藝對高濃度硫酸鹽有機廢水的處理出現了以下問題：硫化物的毒性對SRB和MPB均產生抑制作用，造成甲烷產量降低;SRB和MPB的競爭作用使COD和硫酸鹽不能同時達到較高去除率。Colleran等人研究復合型厭氧反應器(UBF)處理檸檬酸工業廢水中的高濃度硫酸鹽時，在進水COD/SO42-=3.61時，硫酸鹽去除率為70%，COD去除率僅為52%，且在反應器內出現丙酸鹽和丁酸鹽積累。根據三階段理論，丙酸鹽和丁酸鹽是厭氧消化重要的中間產物，初級抑制作用或反應進程混亂導致丙酸鹽、丁酸鹽發生積累，COD去除效率大幅降低
3、污水處理廠處理規模及水質
經調研，污水處理廠處理規模確定為30000m3/d。
4、水質分析及工藝流程選擇
(1)預處理工藝段選擇。
經過調研，該工業園區生產企業以棉漿粕生產、電解鋁及合成氨生產為主，棉漿粕廢水的特點為懸浮物濃度高、難生化、色度高，電解鋁廢水主要以石油類、懸浮物等污染物為主，合成氨廢水主要以氨氮及總氮為主。
(2)生化工藝段選擇。
工業園區污水處理廠來水特點之一為難以生化，所以生化段工藝采用了水解酸化+缺氧+好氧的聯合工藝。水解酸化采用了較長的停留時間(按照工業廢水處理經驗選取)，使廢水中的難降解有機物在該階段開環斷鏈，提高可生化性，保證后續生化處理效果。缺氧+好氧工藝段主要目的為去除COD和去除總氮。