[发明专利]从废水中除去硫酸盐的方法和装置

说明书

本发明涉及在废水中添加沉淀剂，再从废水中除去硫酸盐的方法以及实施该方法的装置。

众所周知，废水中硫酸盐浓度较高会对下水道和污水净化装置产生有害的影响。硫酸盐含量超过200毫克/升时就会侵蚀混凝土。此外，在普通的污水净化装置中，硫酸盐含量超过500毫克/升会妨碍淤泥腐化，因为通过微生物还原产生硫化氢，这又妨碍沼气利用。这样，使硫酸盐含量高的富有有机物的工业废水不能进行厌氧发酵，因为此时硫酸盐相对地优先于甲烷化而先行还原。

通过废水中添加钙离子是能够除去一定量的硫酸盐，借助于石膏沉淀，硫酸盐含量达到大约1400毫克/升。此外，可通过用不含硫酸盐的水如冷却水稀释过高的硫酸盐浓度。这样，连同稀释水一起，又必须处理大量的废水，就相应地需要大的净化装置。还有，以此稀释硫酸盐用水量并不减少。

本发明的任务基于上述的已有技术的方法以及实施该方法所安排的装置，以致于可以以简单而经济的方法使得硫酸盐的实际去除到最低限度达到日常允许或者可容忍的浓度值。

本发明的任务是这样实现的，使用一种铅盐的定量溶液作为沉淀剂，分离沉淀状硫酸铅，再经厌氧菌处理沉淀后的废水。

本发明的方法是利用形成铅的二种难溶的硫化物，即硫酸铅和更难溶的硫化铅。首先，通过混合含铅的定量溶液，废水中存在的硫酸盐与定量溶液中的铅生成较难溶的硫酸铅，然后例如在沉降过程中再把硫酸铅从废水中分离。在沉淀后的废水再处理时，通常废水还含有残留硫酸盐和相应的少量已溶解的铅，在厌氧菌处理的条件下使残留的硫酸盐尽可能地还原成硫化物，硫化物立即与已溶的铅反应生成实际上不溶的硫化铅。

有利的方法是使再处理时的沉淀后的废水通过厌氧菌淤泥。厌氧菌淤泥可被置于例如厌氧菌吸附反应器中。厌氧菌淤泥一方面使不溶性硫化铅留下，另一方面还使已沉淀后的废水中的多余铅通过微生物团的吸附作用被完全去除。这样，不但可以依据加到废水中的铅定量溶液尽可能地去除硫酸盐，而且可以完全除去被添加的沉淀剂中的铅，确保安全，因为铅沉淀剂以有毒的重金属被加到排出的废水中。在经沉淀和吸附以后，以前含硫酸盐量高的废水易于使用每种一般的厌氧菌和需氧菌生物净化。

鉴于已沉淀后的废水接着经生物净化，使用醋酸铅和（或）甲酸铅和（或）硝酸铅作为铅盐的定量溶液对本发明是有利的。引入铅的醋酸盐、甲酸盐或者硝酸盐通过生物分解而在厌氧菌和（或）需氧菌净化级中去除并且因此不必二次废水处理。

为了节省沉淀剂和能够保证最大可能地从排出的废水中去除有毒的重金属铅，以低于按硫酸盐化学计算得出的铅量再以定量溶液加入废水中，这样做是有利的。虽然，这往往不可能达到完全除去硫酸盐，但是可以排除过量的铅成份。即使按照法律上规定，完全除去硫酸盐并非是绝对必需的，这种方法是特别实用的。

因为已沉淀出的硫酸铅以及富集硫酸铅的厌氧菌淤泥是含铅量高的产物，所以沉淀、分离的硫酸铅以及在厌氧菌再处理经沉降的废水时所得到的含铅的厌氧菌淤泥可作为铅的回收以重新使用，例如可在铅冶炼厂进行。通过这些含铅产物的再加工，可以相当大地降低沉淀剂的费用。

实施本发明方法的一种装置包括一个用于添加沉淀剂的混合容器，该容器有一根待处理废水输入管道和一根沉淀剂供给管道。本发明的装置的特征在于沉淀剂供给管道接在含铅定量溶液的贮料容器上，混合容器后接一个分离装置，该装置有一根已沉淀的硫酸盐的排出管道，分离装置后面接连已沉淀后废水再处理的厌氧菌反应器。已沉淀出的硫酸铅的分离装置可被制成如简单的沉降容器。从实用的方式来看，混合容器设有一个搅拌装置，用这个搅拌装置使输入的废水和铅盐的定量溶液混合，同时，混合容器的大小可以小些，因为生成难溶硫酸铅是一种自发进行的反应。

用于已沉淀后废水再处理且接在沉淀分离器上的厌氧菌反应器最好被制成进行厌氧菌吸附的淤泥床式反应器。这种淤泥床式反应器的任务不仅在于在有厌氧菌的条件下把由废水中存在的硫酸盐所生成的硫化铅夹带入厌氧菌淤泥中，而且使多余的铅从废水中除去并且达到如此高的浓度，以致产生一种可用于铅再生的产物，并且在接着的厌氧菌和（或）需氧菌生物净化级中沉降的淤泥是无铅的。

这一种淤泥床式反应器在下部设有带有搅拌装置的混合室，混合室上设有一个向上扩张的截锥状的沉降室，使进一步沉降。待处理废水以及必需生成厌氧菌淤泥床的淤泥（例如从通常腐化塔中排走的淤泥）的输入管道从下面通入混合室，在混合室中借助于搅拌装置使废水和淤泥混匀。