[发明专利]硫酸盐废水生物处理过程中生成单质硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种硫酸盐废水生物处理过程中生成单质硫的方法。 

背景技术

随着工业的不断发展，化工、味精、制药、糖蜜酒精、制革、造纸等领域在生产过程中排放出大量含高浓度硫酸的盐(SO₄^2-)的有机废水。硫酸盐本身虽然无害，但是在厌氧环境下，SO₄^2-会被硫酸盐还原菌(SRB)转化为硫化物，硫化物在水体中通常以H₂S、HS^-、S^2-形式存在，会引起金属管道腐蚀、水体pH值下降、水体原有生态功能改变、鱼虾灭绝、土壤板结、影响农作物生长等问题。因此，含硫酸盐废水的处理对于基础工业的发展至关重要。 

硫酸盐的去除方法包括物化法和生物法，后者较前者具有投资少、成本低、能耗少、去除率高，无二次污染等优点，并且能够产生具有附加值的单质硫，实现废物资源化。因此，尽管生物脱硫工艺起步较晚，但已逐渐成为硫酸盐废水处理中最具竞争力的方法。 

建立在生物硫循环基础上的生物脱硫方法的基本原理是，首先在硫酸盐还原菌(SRB)的作用下，将废水中的SO₄^2-还原为硫化物；然后再利用硫化物氧化菌(SOB)，将硫化物氧化为单质硫(S⁰)而得以回收利用。其中SOB氧化硫化物存在以下途径： 

用化学方程式表达为： 

从上面的反应式可以看出SOB氧化硫化物的过程分两步，第一步反应较快，硫化物释放两个电子，将生成的S⁰聚集在细胞外；第二步反应较慢，将第一步生成的S⁰继续氧化生成SO₃^2-或SO₄^2-。因此，对于一个反应器系统来说，如何将反应控制在第一步生成S⁰，避免进一步氧化成SO₄^2-，是提高硫酸盐废水生物处理 效率的关键；如何使生成的S⁰颗粒粒径更大，以利于S⁰颗粒的回收，则是实现废物资源化的关键。 

发明内容

本发明提供一种硫酸盐废水生物处理过程中生成单质硫的方法，该方法能使硫化物的去除率达85％以上，其中95％以上转化为单质硫，几乎无硫酸盐的再生成，所生成的单质硫颗粒粒径可达10μm以上。 

下面是本发明的技术方案。 

一种硫酸盐废水生物处理过程中生成单质硫的方法，所述方法包括： 

采用至少三个串联隔室的厌氧反应器，其中前个隔室是硫化物生成隔室，中间隔室是单质硫生成隔室，最后的隔室是产甲烷隔室。 

厌氧反应器系统的控制方式： 

(1)通过调节水力停留时间，使厌氧反应器水力上升流速在0.3～0.4m/h之间； 

(2)通过调节进水COD浓度、SO₄^2-浓度和COD:SO₄^2-值，使硫化物生成隔室中的硫化物浓度在90～200mg/L之间； 

(3)调节单质硫生成隔室中的液体pH值为6.0±0.5，碱度为600～1000mg/L； 

(4)控制沉淀池水的溶解氧量为(8.0±1.0)mg/L，控制单质硫生成隔室液体的氧化还原电位为-240～-270mV。 

具体实施方式

通过下述的实施例可以更好地理解本发明。 

一.反应器装置： 

采用五隔室的厌氧折流板反应器，总容积77L，有效容积为61.6L。反应器设5个隔室，每一隔室由上、下流室组成，折流板底部边缘通往上流室的折角为向上45℃的导流板，便于将水送至上流室的中心。各隔室顺序连通，使水流能够从第1隔室流至第5隔室，第5隔室出水流至沉淀池，沉淀池容积32L，采用溢流宴装置进行排水。在第3隔室下流室的导流区预留有回流口，沉淀池与第3隔室之间设置回流管，回流管的一端连通沉淀池，另一端连通第3隔室的回流口，通过蠕动泵将沉淀池中的水回流至第3隔室。反应器每个上流室上部安装了三相 分离器，顶部设置导气口。反应器通过蠕动泵控制进水流量，采用回流管包裹反应器外壁回流加热水保温装置控制反应器温度(33±1℃)。上述厌氧折流板反应器实际上是一种现有反应器。