高盐高浓度有机废水梯级产氢产甲烷技术规范总结

1. 范围与适用性

本技术规范适用于盐离子含量超过1%(W/W)、COD≥5000 mg/L的高盐高浓度有机废水的梯级产氢产甲烷能源转化系统的设计、建设与运行维护。典型应用行业包括制药、餐厨、石油化学、煤化工等工业领域。

2. 规范性引用文件

规范引用了大量国家标准和行业标准，涵盖水质检测、污染物排放、设备安装验收、污泥处置、气体安全等多个方面，如GB/T 3634.1(工业氢标准)、GB 50014(室外排水设计标准)、HJ 2015(水污染治理工程技术导则)等。

3. 关键术语定义

• ​​高盐高浓度有机废水​​：COD≥5000mg/L，无机盐离子含量超过1%(W/W)
• ​​生物产氢/产甲烷​​：利用厌氧微生物将有机物转化为氢/甲烷的过程
• ​​耐盐新生态功能菌群​​：能在高盐环境中生长的微生物菌群，包括水解酸化菌群、产氢菌群和产甲烷菌群
• ​​两相厌氧消化​​：将产酸和产甲烷过程分别在两个反应单元中进行的方法

4. 总体要求

4.1 一般规定

• 应符合HJ 2015水污染治理工程技术导则
• 应采用清洁生产技术，提高资源利用率

4.2 工程构成

包括主体工程、配套工程(供电、给排水等)和运行管理设施

4.3 建设规模

应根据设计水量确定，需全面调查分析水质水量变化规律

4.4 厂址选择

应符合HJ 2015相关规定，布局合理、节约用地

5. 水质水量要求

5.1 水量测定

• 应根据实测数据或类比确定
• 无实测数据时可参照同行业企业数据

5.2 水质指标

检测指标包括全盐量、BOD5、COD、氨氮、总氮等，检测方法应符合HJ 51和CJ/T 51

6. 耐盐菌群驯化技术

6.1 耐盐水解菌群驯化

• 采用盐度-水力-污染物浓度梯度选择法
• pH范围6.0-7.8
• 可添加相容性溶质增强耐盐性

6.2 耐盐产氢菌群驯化

• 从低盐度(0.5%)开始，以1%梯度提升至5%
• pH范围4.5-6.0
• 代表性菌种包括Halanaerobium saccharolyticum等

6.3 耐盐产甲烷菌群驯化

• 同样采用梯度提升法，时间间隔20天
• pH范围7.2-8.5
• 代表性菌种包括Methanosarcina barkeri等

7. 工艺设计

7.1 一般规定

• 需全面调查水质水量，必要时进行试验
• 进水BOD5/COD宜大于0.3
• 需控制进水含盐量

7.2 工艺流程

基于耐盐菌群的梯级产氢产甲烷工艺包括：

1. 生化预处理
2. 能源转化(产氢和产甲烷)
3. 气体净化提纯
4. 后续处理

7.3 生化预处理

包括格栅、沉砂池、调节池和耐盐水解酸化池等，设计应符合GB 50014

7.4 能源转化工艺

采用两相厌氧消化技术：

产氢工艺

• 反应器类型：完全混合式、UASB等
• pH范围4.5-6.0
• 需接种耐盐产氢菌群

产甲烷工艺

• 反应器类型：UASB、EGSB等
• pH范围7.2-8.5
• 需接种耐盐产甲烷菌群

7.5-7.10 其他系统

• 氢气净化提纯：采用变压吸附，符合GB/T 42857
• 甲烷净化提纯：包括脱水、脱硫处理
• 深度处理：根据需要选择膜处理、高级氧化等
• 气体储存：需符合安全规范，设置阻火器
• 废气处置：符合HJ2000规定
• 剩余污泥处置：包括浓缩、脱水及后续处理方法

8. 调试与监测

8.1 调试

• 初期采用低盐度、低负荷进水，逐步提升
• 先调试产氢工艺，再调试产甲烷工艺

8.2-8.4 监测要求

• 水质监测：频率和取样点应符合环保部门要求
• 气体监测：设置在线监测系统
• 污泥监测：指标及频次符合HJ1083

9. 施工与验收

9.1 施工要求

• 需具备相应资质
• 符合国家和行业施工程序
• 设备材料符合标准

9.2 验收标准

• 符合HJ/T 91等规定
• 按《建设项目(工程)竣工验收办法》执行

10. 运行与维护

10.1 设施维护

• 按HJ 2038执行
• 定期维护气体净化装置
• 设置安全警示标志和检测报警系统

10.2 环境维护

• 定期监测周边环境质量

10.3 应急处理

• 制定应急预案
• 发生泄漏时及时切断源并通风

附录A 运行参数推荐

表A.1提供了产氢和产甲烷反应器的关键运行参数范围：

该技术规范为高盐高浓度有机废水的能源化处理提供了全面的技术指导，从菌群驯化到工艺设计、施工验收和运行维护，形成了一套完整的技术体系。