[发明专利]微生物硫还原技术原位去除水体硫酸根的装置及方法

说明书

本发明公开一种微生物硫还原技术原位去除水体硫酸根的装置。包括升流式反应器，所述升流式反应器包括右上至下一体设的漏斗状密封罩和柱状反应筒；漏斗状密封罩的侧壁上设置有溢流口，所述漏斗状密封罩内设置有排气装置；所述柱状反应筒内右下至上依次设置有兼性厌氧微生物反应单元、厌氧微生物反应单元；所述柱状反应筒的底部设置有进水口，所述进水口通过进液管与水泵连通，所述柱状反应筒的上部设置有出水口。本发明的装置运行操作简单，安装简便，管理简单，且效果好，适用于天然、人工等地表水体的污染控制及水体改善，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种微生物硫还原技术原位去除水体硫酸根的装置及方法。

背景技术

改革开放以来，我国经济飞速发展，但是由于各地在经济发展过程中往往以牺牲环境为代价，大量的工业废水和生活污水未经处理就直接排入河内，这些排入的污水量大大超过了水体自身的自净能力，给城市河道的水体造成毁灭性影响。到目前为止，据统计，我国80％以上的城市河流受到了污染，其中很多甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。黑臭河道治理工作一方面时间紧、任务重，根据新环保法的规定，环境保护与治理以效果为导向，所有黑臭水体均需要在规定的时间完成治理，需要治理的河道总长度达47371km；另一方面投入巨大，据E20研究院测算，在未来5-10年内将激发城市水环境综合治理上万亿的市场。开展水污染治理技术和工艺的研发与改进工作对城市黑臭河道的生态修复，保障城镇环境与经济、社会的协调可持续发展，具有十分重要的意义。

近年来，由于煤炭消耗和二氧化硫的排放导致我国主要淡水水体硫酸根浓度持续上升。比例太湖当前硫酸根水平约100mg L^-1，再如马鞍山市博望河中一条黑臭河道的硫酸根含量高达约600mg L^-1，远远高于世界范围内其他典型的淡水水体中的硫酸根浓度。硫酸根浓度的升高对水体中多种元素的生物地球化学循环都有显著影响。比如，有研究报道有机物分解过程中产生的硫化氢还能够与铁元素反应，释放出沉积物中与铁结合的磷，进而影响淡水水体中的铁循环和富营养化水平；此外，沉积物中累积的硫化物对水生植物和底栖生物有毒害作用；黑臭水体经治理后，如水体中硫酸根浓度不能有效降低，水体再次发生黑臭的风险仍然很高。水体中不断升高的硫酸根浓度已成为黑臭水体治理中值得注意的问题之一，当前对于如何有效去除黑臭水体中硫酸根浓度的研究鲜见报道。

与水体发生黑臭相关的微生物过程主要有微生物硫酸盐还原和铁还原过程。微生物硫酸盐还原是指厌氧硫酸盐还原菌利用有机物为电子供体，硫酸根为电子受体，将有机物氧化为CO₂，同时将硫酸根还原成硫化物的过程；微生物铁还原则是厌氧铁还原菌利用有机物为电子供体，Fe(III)为电子受体，将有机物氧化为CO₂，同时将Fe(III)还原成Fe(II)的过程。河道发生黑臭过程的重要原因包括：(1)水体中部分有机物可以被异养微生物利用，消耗水中的溶解氧，为厌氧微生物的生长提供良好的条件，特别是厌氧微生物硫酸盐还原过程能够释放出大量难闻的硫化物，导致水体发臭；(2)沉积物中的铁还原产生的溶解态Fe(II)与水柱中硫酸盐还原产物硫化物反应，生成了FeS，导致水体发黑。污染河道中高浓度的有机物，高水平的硫酸根浓度和丰富的微生物群落为黑臭的发生营造了良好的条件，因此，控制水体中硫酸根浓度水平和有机物含量是治理水体黑臭的关键。当前，暂时没有能够通过控制水体中硫酸根浓度从根源上控制机消除黑臭的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种微生物硫还原技术原位去除水体硫酸根的装置。

为达到上述目的，本发明一种微生物硫还原技术原位去除水体硫酸根的装置，包括升流式反应器，所述升流式反应器包括右上至下一体设的漏斗状密封罩和柱状反应筒；

漏斗状密封罩的侧壁上设置有溢流口，所述漏斗状密封罩内设置有排气装置；

所述柱状反应筒内右下至上依次设置有兼性厌氧微生物反应单元、厌氧微生物反应单元；所述柱状反应筒的底部设置有进水口，所述进水口通过进液管与水泵连通，所述柱状反应筒的上部设置有出水口。