1、概述
在工业飞速发展带来巨大经济效益的同时，工业废水带来的污染问题也日趋严重。硫及其化合物作为重要的工业原料，广泛应用于造纸、制药、糖蜜发酵等行业，形成了大量高浓度硫酸盐有机废水，该类废水因含大量硫酸盐，对水体、水生生物、大气环境均会产生污染。
因化学需氧量(COD)较高，这类废水通常采用厌氧生物工艺处理，但废水中高浓度硫酸盐的存在会给厌氧处理过程带来不利影响，硫酸盐会被硫酸盐还原菌(SRB)还原为硫化氢，而硫化氢对产甲烷菌(MPB)和SRB均有较强的抑制作用，SRB在还原硫酸盐的过程中会与产甲烷菌竞争底物。抑制和竞争作用使厌氧反应器对COD、硫酸盐的处理效率大幅降低，甚至导致反应器运行失败。为解决这些问题，有学者在单相反应器基础上，研发出了单相吹脱、两相厌氧等工艺。
2、厌氧生物处理
2.1 厌氧消化反应
目前三阶段理论和四菌群理论为厌氧消化反应过程的主流解释理论。其中，三阶段理论是指将厌氧消化过程分为水解发酵、产氢产乙酸、产甲烷三个阶段，据此将参与反应的微生物按照功能分为水解发酵菌、产氢产乙酸菌、同型产乙酸菌和产甲烷菌四类菌。
此外，由于厌氧消化体系中存在硫酸盐，SRB也会参与厌氧发酵过程，目前得到鉴定的SRB中，以脱硫弧菌属、脱硫叶菌属等为常见。而在SRB参与反应过程中，主要有两类电子供体，即产甲烷前驱物(乙酸、H2/CO2)和有机物发酵过程的中间产物(丙酸、丁酸、乙醇)。
2.2、研究进展
高效厌氧生物处理技术已经在高浓度硫酸盐有机废水处理领域广泛应用，在不同COD/SO42-时呈现出不同的处理效果，COD或硫酸盐的去除率可达70%~80%。而在实际应用中，单相厌氧工艺对高浓度硫酸盐有机废水的处理出现了以下问题：硫化物的毒性对SRB和MPB均产生抑制作用，造成甲烷产量降低;SRB和MPB的竞争作用使COD和硫酸盐不能同时达到较高去除率。Colleran等人研究复合型厌氧反应器(UBF)处理柠檬酸工业废水中的高浓度硫酸盐时，在进水COD/SO42-=3.61时，硫酸盐去除率为70%，COD去除率仅为52%，且在反应器内出现丙酸盐和丁酸盐积累。根据三阶段理论，丙酸盐和丁酸盐是厌氧消化重要的中间产物，初级抑制作用或反应进程混乱导致丙酸盐、丁酸盐发生积累，COD去除效率大幅降低
3、污水处理厂处理规模及水质
经调研，污水处理厂处理规模确定为30000m3/d。
4、水质分析及工艺流程选择
(1)预处理工艺段选择。
经过调研，该工业园区生产企业以棉浆粕生产、电解铝及合成氨生产为主，棉浆粕废水的特点为悬浮物浓度高、难生化、色度高，电解铝废水主要以石油类、悬浮物等污染物为主，合成氨废水主要以氨氮及总氮为主。
(2)生化工艺段选择。
工业园区污水处理厂来水特点之一为难以生化，所以生化段工艺采用了水解酸化+缺氧+好氧的联合工艺。水解酸化采用了较长的停留时间(按照工业废水处理经验选取)，使废水中的难降解有机物在该阶段开环断链，提高可生化性，保证后续生化处理效果。缺氧+好氧工艺段主要目的为去除COD和去除总氮。