申請(qǐng)日2013.08.27
公開(公告)日2014.01.01
IPC分類號(hào)C02F3/34; C02F3/28
摘要
本發(fā)明提供了一種提高硫化物廢水厭氧脫硫工藝中單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的方法，該方法通過測(cè)定受污染水樣中的硫化物濃度確定添加氨氮的濃度，并根據(jù)氨氮濃度確定廢水停留的時(shí)間，當(dāng)進(jìn)水中硫化物濃度為50～150mg/L時(shí)，用銨鹽調(diào)節(jié)厭氧反應(yīng)器中氨氮濃度為60～120mg/L，停留48小時(shí)。本發(fā)明利用氨氮與硝氮反應(yīng)，中斷其繼續(xù)氧化單質(zhì)硫?yàn)榱蛩猁}的反應(yīng)，大幅度提高單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)化率，降低出水硫酸鹽的濃度。反應(yīng)可在中性條件下進(jìn)行，簡單易行，生物活性高，反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定。
權(quán)利要求書
1.一種能夠提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的硫化物廢水厭氧脫硫方法，其特征在 于，該方法包括以下步驟：
步驟一，向厭氧反應(yīng)器中接種厭氧污泥和脫氮硫桿菌菌懸液的混合液， 厭氧污泥和脫氮硫桿菌菌懸液的體積比為1：(1～2)，對(duì)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行 加熱，使得厭氧反應(yīng)器中溫度控制在33±1℃，整個(gè)厭氧反應(yīng)器厭氧密閉， 無氧氣進(jìn)入;
步驟二，進(jìn)水管從厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水孔伸到厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)水管的端 部處于沉積后的厭氧污泥的泥面之上并且處于脫氮硫桿菌菌懸液的液面之 下;
步驟三，將含有硫化物的廢水與含有硝酸鹽的廢水混合，得到混合廢水， 記為進(jìn)水，所述的進(jìn)水中硝酸鹽對(duì)應(yīng)的氮元素與硫化物對(duì)應(yīng)的硫元素之間的 摩爾比為0.4，記為N/S=0.4;
步驟四，通過進(jìn)水管將混合廢水通入?yún)捬醴磻?yīng)器，記為進(jìn)水，在反應(yīng)器 中進(jìn)行厭氧脫硫：
當(dāng)進(jìn)水中硫化物濃度為50～150mg/L時(shí)，用銨鹽調(diào)節(jié)厭氧反應(yīng)器中氨 氮濃度為60～120mg/L，停留48小時(shí)。
2.如權(quán)利要求1所述的能夠提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的硫化物廢水厭氧脫硫 方法，其特征在于，所述的銨鹽為氯化銨。
說明書
一種能夠提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的硫化物廢水厭氧脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，涉及硫化物廢水厭氧生物處理方法，具體涉 及一種能夠提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的硫化物廢水厭氧脫硫方法。
背景技術(shù)
目前工業(yè)生產(chǎn)中量最大的常規(guī)硫化物廢水的硫化物濃度在50～150mg/L， 硫化物廢水中含有一定量的雜質(zhì)氨氮。工業(yè)生產(chǎn)中還會(huì)產(chǎn)生一種硝酸鹽廢水， 將這兩種廢水混合，脫氮硫桿菌在厭氧條件下可以利用廢水中的硫化物和硝 酸鹽，達(dá)到同時(shí)脫氮除硫的目的，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的厭氧脫硫工藝在硫化物 廢水的處理、管網(wǎng)系統(tǒng)臭味和腐蝕控制、以及油田硫化物污染控制等領(lǐng)域具 有廣闊的應(yīng)用前景，近年來許多學(xué)者對(duì)該工藝進(jìn)行了廣泛深入的研究。然而， 硫化物極易被硝氮氧化為硫酸鹽而不是單質(zhì)硫，致使厭氧脫硫工藝中單質(zhì)硫 的轉(zhuǎn)化率不高、出水硫酸鹽濃度較高，限制了該工藝的推廣應(yīng)用。如何提高 硫化物廢水的厭氧脫硫工藝中單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率是目前本領(lǐng)域需要克服的技術(shù)難 題。
現(xiàn)有方法通過提高硫化物濃度來提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率或通過亞硝氮代替硝 氮為電子受體降低出水中硫酸鹽的含量，盡管這些方法在一定程度上提高了 單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)化率，但是由于硫化物、亞硝氮毒性太大，抑制了生物的生長， 反應(yīng)器持續(xù)時(shí)間短，很難在實(shí)際中應(yīng)用。開發(fā)一種新型的提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率 的方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種能夠提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的硫 化物廢水厭氧脫硫方法，該方法針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中排放量最大的常規(guī)硫化物廢 水，能夠在提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的同時(shí)降低毒性，不抑制生物的生長。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種能夠提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的硫化物廢水厭氧脫硫方法，該方法包括以 下步驟：
步驟一，向厭氧反應(yīng)器中接種厭氧污泥和脫氮硫桿菌菌懸液的混合液， 厭氧污泥和脫氮硫桿菌菌懸液的體積比為1：(1～2)，對(duì)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行加 熱，使得厭氧反應(yīng)器中溫度控制在33±1℃，整個(gè)厭氧反應(yīng)器厭氧密閉，無氧 氣進(jìn)入;
步驟二，進(jìn)水管從厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水孔伸到厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)水管的端 部處于沉積后的厭氧污泥的泥面之上并且處于脫氮硫桿菌菌懸液的液面之 下;
步驟三，將含有硫化物的廢水與含有硝酸鹽的廢水混合，得到混合廢水， 記為進(jìn)水，所述的進(jìn)水中硝酸鹽對(duì)應(yīng)的氮元素與硫化物對(duì)應(yīng)的硫元素之間的 摩爾比為0.4，記為N/S=0.4;
步驟四，通過進(jìn)水管將混合廢水通入?yún)捬醴磻?yīng)器，記為進(jìn)水，在反應(yīng)器 中進(jìn)行厭氧脫硫：
當(dāng)進(jìn)水中硫化物濃度為50～150mg/L時(shí)，用銨鹽調(diào)節(jié)厭氧反應(yīng)器中氨氮 濃度為60～120mg/L，停留48小時(shí)。
本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：
所述的銨鹽為氯化銨。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比，具有如下有益技術(shù)效果：
(1)本發(fā)明的方法通過氨氮中斷單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的途徑，大幅度提 高單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)化率。
(2)本發(fā)明的方法大幅度降低了出水硫酸鹽的濃度，將大部分硫化物轉(zhuǎn) 化為單質(zhì)硫。現(xiàn)有技術(shù)中提高厭氧脫硫工藝單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率的方法需要將進(jìn)水 硫化物濃度提高到500～1000mg/L，這一方法僅在堿性條件下可以實(shí)現(xiàn)脫硫， 而且高濃度的硫化物會(huì)抑制生物的活性，導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行失效。而本發(fā)明的 方法在中性條件下進(jìn)行，針對(duì)濃度為50～150mg/L的硫化物廢水單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化 率高達(dá)80%，實(shí)現(xiàn)硫化物廢水的無害化處理。
(3)厭氧條件下氨氮和硫化物都會(huì)被硝氮氧化，但當(dāng)二者共存時(shí)，氧化 氨氮會(huì)消耗一部分硝氮，干擾單質(zhì)硫被氧化的過程，阻礙單質(zhì)硫被進(jìn)一步氧 化為硫酸鹽，從而提高單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)化率。具體原理如下：
同步脫氮除硫：
(Ⅰ)
(Ⅱ)
缺點(diǎn)：如上所述，方程(Ⅰ)產(chǎn)生的單質(zhì)硫通過方程(Ⅱ)會(huì)被繼續(xù)氧化 為硫酸鹽，降低單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)化率，提高出水硫酸鹽的濃度。
添加氨氮后：
HS-+0.5NO3-→0.5NO2-+S+0.5H2O (Ⅲ)
NH4++NO2-→N2+2H2O (Ⅳ)
5NH4++3NO3-→4N2+9H2O+2H+ (Ⅴ)
優(yōu)點(diǎn)：添加氨氮后，單質(zhì)硫的生成方程由方程(Ⅰ)變?yōu)榉匠?Ⅲ)， 改變了氧化還原電位，氨氮會(huì)與剩余硝氮反應(yīng)，見方程(Ⅳ)和(Ⅴ)，中斷 上述方程(Ⅱ)轉(zhuǎn)化單質(zhì)硫?yàn)榱蛩猁}的途徑，大幅度提高單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)化率。
