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皂素工业是近年来在黄姜人工种植开发成功的基础上发展起来的一个新兴行业,然而黄姜皂素生产过程中产生的高浓度的废水,对周围水体,尤其是丹江口水库(南水北调工程的源头)水质造成了严重的污染。黄姜皂素SMRH清洁生产工艺的应用使黄姜皂素生产的水解原液这个最大的水污染源基本消除,与传统皂素生产工艺相比,从生产线下线的废水产生量及COD浓度均有大幅下降,减轻了皂素生产废水的治理难度。黄姜皂素SMRH清洁生产工艺的最终废水,主要是"SMRH末端废水”和副产糖液制酒精产生的“酒精废水”组成的综合废水。虽然综合废水与传统的皂素废水相比COD浓度有大幅下降,但是仍属于高浓度难降解有机废水。黄姜产业对汉江上游的污染已成为各级领导和广大民众关心的焦点,对皂素废水处理技术的研究已成为当前的热点。解决皂素废水的处理技术难题,不但可以保护百万姜农和皂素生产企业投资者和员工的利益,避免丹江口水库水质受到来自皂素生产废水的污染,还可为其它含高浓度硫酸根离子高浓度有机污染物的废水处理提供技术参考。本文主要研究了皂素-酒精综合废水的厌氧处理技术,采用在厌氧污泥床和三相分离器之间增设了填料层的改进型UASB反应器处理综合废水。分析了综合废水的性质,研究了综合废水中SO42-的物理化学法去除,并对改进型UASB反应器的启动和运行进行了系统的研究,同时还研究了SO42-对改进型UASB反应器运行的影响。主要成果如下：1.采用石灰+CaCl2法,即先加入石灰粉去除SO42-到一定程度后,再加入CaCl2进-步去除,SO42-的平均总去除率可达到68.0%,其试剂用量为1.74 (CaO+CaCl与SO42-的质量比),反应时间约40min。BaCO3法在SO42-去除率上比石灰+CaCl2法略高出8%,但是其试剂用量相对较大、反应所需时间长,且需在不断搅拌下进行反应。综合考虑经济、实际应用等因素,本实验确定的综合废水中SO42-的去除方法为石灰+CaCl2法。2.采用十堰某公司的综合废水直接启动以酸化污泥为种泥的改进型UASB反应器,取得了成功。整个启动过程分六个阶段,历时75天；运行至49天时,颗粒污泥出现,粒径约2mm；反应器在进水COD浓度达到15128mg/L,容积负荷3.24kgCOD/m3·d时,COD平均去除率83.6%。改进型UASB反应器在中温条件下运行,温度控制为38℃。启动过程中升温方式为渐进式,每1天升温2℃,直至38℃后维持不变,使得微生物逐渐适应环境温度,有利于UASB的顺利启动。进水方式为间歇式进水,每天两次,进水量为6L/d,采用先逐步提高进水COD至一定浓度,待反应器运行一段时间、COD去除率稳定后,再增加浓度再稳定运行一段时间的方式,如此循环,逐步逐阶段提高负荷的方式启动反应器。启动结果表明,所采取的启动方法的科学合理的。3.进水pH值对UASB反应器正常运行有十分重大的影响,但是该影响表现出一定的滞后性。当系统进水的pH值小于6.0时,反应器无法正常工作,COD去除率迅速降低至20%左右,且出水浑浊；进水pH值调整到7.0时,COD去除率有了较大提高,达到63.5%；继续提高进水pH值至8.5时,反应器的COD去除率才恢复到正常水平,达到81.2%,出水也恢复清澈；提高进水pH值至9.0时,反应器的工作效率又开始下降。4.酸化后的UASB反应器恢复十分困难,可采取减少进水量,投加CaCO3和NaHCO3增加反应器内的pH值和碱度的方法逐步恢复。温度突降会对厌氧微生物的活性产生明显的影响,而且降温幅度相同时,原始温度越高,产气量下降越大。5.采用进水量和进水COD浓度交替提高的方法启动240m3/d的工业UASB反应器取得了成功。反应器在进水COD浓度9600mg/L,容积负荷3.42kgCOD/(m3·d)COD平均去除率可达到75%左右。6.进水SO42-浓度为1000mg/L时,COD去除率达到一个高峰值；而后随着SO42-浓度的增加,COD去除率开始下降,进水SO42-浓度为2500mg/L时,出现一个低峰值；当SO42-浓度在3000～4000mg/L之间时,COD去除率达到第二次高峰值,平均去除率达到85.0%；进水SO42-浓度至5000～8000mg/L时,COD去除率急剧下降。7.进水SO42-浓度在4000mg/L以下时,SO42-浓度的增加对出水VFA的影响较小,对反应器的正常运行影响不大；当SO42-浓度超过4000mg/L时,产甲烷效率迅速下降,导致反应器内的产酸-产甲烷平衡被破坏,造成VFA的大量积累,出水VFA浓度随之迅速增加。8.进水SO42-的浓度小于4000mg/L时,其浓度的增加对泥活比产甲烷活性表现出一定的促进作用,且促进作用随SO42-浓度增加而增大,SO42-浓度在3000～4000mg/L时促进作用最大；SO42-浓度大于4000mg/L时,SO42-对SMA迅速产生抑制作用,SMA值下降至原水平的一半以下,且随浓度增加抑制作用迅速增强。