[发明专利]从含硫酸盐有机废水中回收单质硫的工艺方法及反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种从高浓度硫酸盐有机废水中回收单质硫的工艺方法及其反应器。

背景技术

随着电力、化纤生产、石油炼制、食品发酵、轻工、制药等工业的迅速发展，含硫酸盐有机废水大量产生与排放，对环境造成了严重污染。含硫酸盐有机废水的处理已是水处理领域面临的难题与关注的焦点，对于含硫酸盐废水的处理，主要是先利用生物还原作用将其转化为硫化物或H₂S，然后再经生物氧化过程生成单质硫，从而达到去除的目的。

尽管生物脱硫技术得到了广泛的认可，但目前该技术在工业废水实际处理中仍应用较少。因为利用硫酸盐还原菌厌氧生物处理废水所产生的硫化物，尤其是H₂S，会直接或间接地抑制甚至毒害厌氧菌群，导致厌氧反应器处理效果低下，甚至导致整个生化处理系统的崩溃。其次，此类生物脱硫技术产生的单质硫的回收和纯化是一个未解决的严重问题。

对于废水处理过程中产生的单质硫，现有的工艺是采用各类沉淀技术实现单质硫的分离和回收，但在实际处理系统中，单质硫的分离效果并不好，且纯度较低。

利用限氧或微好氧条件下硫酸盐还原菌和硫氧化细菌能够共存的特点，建立合理的生态调控策略控制单质硫作为终端产物，联合吹脱技术，从而实现硫酸盐还原-有机物氧化工艺单元同步进行的同时实现单质硫生成-提取-回收过程耦合，为含硫酸盐有机废水的处理和资源化提供新的途径。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种从硫酸盐有机废水中回收单质硫的方法，该方法条件温和，单质硫回收率高，便于广泛的工业化生产，进一步降低成本，减少对环境的二次污染；

本发明的另一个目的在于提供一种从硫酸盐有机废水中回收单质硫的反应器，它具有易操作易控制，工艺经济性好和回收单质硫纯度高的优点。

本发明是这样来实现的，本发明一种从硫酸盐有机废水中回收单质硫的方法，将高浓度硫酸盐废水进行生物脱硫处理后，采用吹脱技术使生物脱硫过程产生的单质硫实现与废水分离，利用S-多孔波纹板填料对单质硫进行捕捉，回收单质硫。

本发明所述的吹脱技术由吹脱风机将压缩空气或低氧空气鼓入废水中，载气量为10-100mL/min，反应器底部辅以搅拌，使水中的溶解氧浓度达到0.2-1.5mg/L，通过液膜与气体的接触与扩散，使挥发性的单质硫进入三相分离器进行分离后由吸收填料室底部进入吸收填料室，通过均匀布气后进入S-多孔波纹板填料层，通过S-多孔波纹板填料层的节流作用将气态单质硫以固体形态截留，从而达到回收单质硫的目的；本发明所述的吹脱技术从生物脱硫出水中分离单质硫，简单易操作，分离效果明显，避免了传统沉淀法分离效果差的缺点。

本发明所述的吸收填料室由冷凝室组成，冷凝室控制温度为20-25℃，冷凝室内部附有S-多孔波纹板填料。采用S-多孔波纹板填料对单质硫进行捕捉并回收，不仅回收率高，同时也可避免传统沉淀法杂质多的缺点。本发明所述的生物脱硫为在同一个反应器内利用硫酸盐还原菌和硫氧化细菌的协同作用来进行废水处理，硫酸盐作为电子受体被硫酸盐还原菌还原为硫化物(包括H₂S、S^2-和HS^-)，硫氧化细菌将废水中硫化物氧化为单质硫。本发明在高浓度硫酸盐有机废水进行生物脱硫处理前，将处理后废水部分回流，与废水原水混合。通过投加有机废水或工业有机产品调节废水中TOC含量，投加硫酸钠调节硫酸盐的含量，使废水中SO₄^2-含量为2-5g/L，TOC含量为2-5g/L。

本发明所述的一种从硫酸盐有机废水中回收单质硫的方法具体包括以下步骤：

（1）污泥驯化：取城市污水厂的活性污泥，用含硫酸盐的有机废水在微好氧环境下进行驯化，经过菌种的分离纯化，得到混合培养的富含耐氧SRB(硫酸盐还原菌)和SOB(硫氧化细菌)的活性污泥；

（2）单质硫的生成：将驯化好的活性污泥加入到单质硫回收反应器中，通入待处理的废水，调节温度、pH、DO、TOC、SO₄^2-、曝气量、水力停留时间，控制单质硫作为终端产物；

（3）单质硫吹脱并回收：生化反应过程中曝气并搅拌，将单质硫吹脱并随其他气体一同排除，单质硫经过S-多孔波纹板节流作用被截留在S-多孔波纹板填料上，定期更换S-波纹板填料，回收单质硫。