[发明专利]从生物反应器淤渣回收硒

说明书

发明领域

本说明书涉及废水处理，以从废水除去硒和回收硒。

发明背景

以下段落不是承认以下任何信息为常见的一般知识或可引用作为现有技术。

硒为人类健康必要的微量元素。硒也是具有若干可用性质的贵重的非金属。例如，硒具有光生伏打和传导性质，使其可用于光生伏打和电子产品。硒还在玻璃和维生素补充剂和肥料中用作颜料。

然而，在非常低的浓度下硒也变得具有毒性。硒在生长在被硒污染的水的植物和鱼的身体中蓄积，并且在吃那些植物和鱼的野生生物和人的身体中蓄积。在人类中，升高的硒浓度可引起神经病学破坏和毛发和指甲丧失。

在各种工业或农业操作中产生的废水中，硒可以可溶性形式(硒酸盐和亚硒酸盐)存在。例如，硒通常存在于在燃煤发电厂中产生的烟道气脱硫排污水中。硒也可存在于一些炼油和采矿废物中。硒的排放限度可设定在10份/十亿(ppb)-50 ppb之间。

国际公布号WO 2007/012181描述了一种用于从废水除去硒的生物反应器。硒除去反应器由General Electric Company，GE Water and Process Technologies销售，商标为ABMet。在这些反应器中，固定的介质床支撑硒还原性生物的生物膜。生物将废水中的硒酸盐和亚硒酸盐还原为元素硒，其从废水中沉淀。硒保留在反应器中，直至其通过周期性冲洗操作在废淤渣中被除去。

发明概述

以下发明概述旨在向读者介绍接下来的详细说明，并且不限制或限定任何要求保护的发明。

从硒生物反应器除去的淤渣含有元素硒，并且可分类为毒性废物。因此，淤渣必须储存或处置，以防止硒沥滤进入环境。储存或处置淤渣的成本是显著的。另一方面，淤渣中的硒为有价值的商品。因此，从淤渣回收硒生产有用的产品，并且降低废物处理和环境问题。

在本文描述的方法中，处理含有元素硒、微生物和其它固体(例如矿物)的淤渣，以回收硒。将淤渣与酸混合，以溶解一些固体。随后使淤渣增稠或脱水，以除去溶解的固体。将增稠的淤渣在低于350℃的温度下燃烧，以除去微生物。元素硒以在淤渣燃烧后剩余的灰分形式回收。

当与生物除污方法组合时，所述方法提供硒的再循环利用或硒从废物中的回收。回收的硒可用作工业应用的资源。

附图

图1为从废水回收硒的方法的示意性工艺流程图。

图2为元素硒和淤渣微生物的TGA分析。

发明详述

图1显示用于回收硒的方法10。含有硒的废水的进料流12进入生物反应器14。例如，进料流12可为来自燃煤发电厂的烟道气脱硫排污水。在生物反应器14中，微生物将可溶性形式的硒转化为不溶性元素硒。生物反应器14可为ABMet?反应器，可得自GE Water and Process Technologies，一家属于General Electric Company的企业。在这种形式的生物反应器14中，待处理的水流动通过支撑微生物的固定介质床。元素硒作为颗粒与生物质一起保留在生物反应器14中。经处理的水16流出生物反应器14，优选硒浓度降低至低于排放限度。将生物反应器14周期性冲洗，产生淤渣18，其含有生物质、元素硒和存在于进料流12中的悬浮的固体。其它生物除污方法也可产生含有硒的流出物或淤渣。例如，在含有悬浮生长的硒还原性生物的膜生物反应器中，硒可从废水中除去。在从处理罐的底部或单独的膜容器取出的淤渣中排放元素硒。

将淤渣18送至淤渣增稠装置20，以产生增稠的淤渣22。淤渣增稠装置20可为例如离心机、过滤压机或带式增稠器。从淤渣24释放的过量的水24可送至单独的废水处理设备或再循环至生物反应器14上游的点。增稠的淤渣22可含有10-30重量%固体。该固体包含从生物反应器14释放的微生物的细胞、存在于送至生物反应器14并且仍保留在增稠的淤渣22中的进料水12中的其它悬浮的固体和已被微生物还原的元素硒。在取自ABMet反应器的增稠的淤渣的一个样品中，增稠的淤渣22中的固体由约51%微生物细胞、约48%其它悬浮的固体和约1%的小百分比的硒组成，所述ABMet反应器处理来自燃煤发电厂的烟道气脱硫排污水。还存在痕量(小于0.1%)的镍。其它悬浮的固体主要为矿物质例如石膏颗粒、飞灰和石灰石颗粒。