BG100205A

BG100205A - Метод за пречистване на отпадна вода,съдържаща сулфид

Info

Publication number: BG100205A
Application number: BG100205A
Authority: BG
Inventors: Cees Bulsman
Original assignee: Paques B.V.
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1996-11-29
Also published as: NO954862D0; CN1125432A; KR100345996B1; BG61602B1; JPH08506271A; TW315358B; HU9503517D0; FI955915A0; EP0702663A1; FI117382B; NO310769B1; CA2164090C; DE69401586T2; HUT77974A; CZ324995A3; ES2096474T3; DK0702663T3; CN1064026C; US5637220A; AU673753B2

Abstract

Методът включва окисляване на сулфида до елементна сяра в реактор със сулфидокисляващи бактерии в присъствието на кислород и отделяне от отпадъчната вода най-малко на част от сярата, образувана по време на окислението. Като се рециклира, част от елементната сяра се отделя от потока в реактора по такъв начин, че концентрацията й се поддържа най-малко 1 g/l. Сярата под формата на агрегати се използва като носител на сулфидокисляващите бактерии.

Description

Изобретението се отнася до метод за пречистване на отпадна Вода, съдържаща сулфид, състоящ се В окисляване на сулфида до елементарна сяра В реактор със сулфидокисляващи бактерии В присъствието на кислород и отделяне от отпадната Вода най-малко на част от сярата, образувана по Време на окисляването.

Такъв метод е описан например В Международно патентно описание WO 91/16269 Съгласно този метод, се използва минимално съотношение между сулфида и биомасата.

В Международно патентно описание WO 92/10270 е изложен цикличен процес за отделянето на сярни съединения от газовия изтичаш, поток, където Воден разтвор периодично контактува с газовия изтичащ, поток и е подложен на въздействието на сяро-окисляващите бактерии.

Образуваната елементарна сяра, чрез бактериално окисляване се отделя от Водния разтвор по такъв начин, че 0.1 go 50g елементарна сяра на литър остава в рециклирания воден разтвор.

Всички известни методи за бактериално обработване на отпадна Вода се срещат с проблема за задържане иа бактериите вътре В реактора. Този проблем обикновено се решава като се използва носител за бактериите. Предлагат се главно два вида носители: ί!» подвижни носители като пемза; обаче, недостатък на подвижните носители е това, че трябва да се поддържа интензивна турбуленганост или флундизиране за др. се запази смесването им с обработваната отпадна Вода, и по-нататък, част от подвижния носител ще се смеси с образуваната сяра, което е вредно за качеството на сярата; (2) неподвижни носители, като структури от синтетичен материал; имат недостатъка, че са фиксирани и се задръстват бързо. Още повече, както конвенционалните подвижни носители, така и конвенционалните неподвижни носители значително увеличават разходите при работа на пречиствателната инсталация.

Открито е, че проблемите, свързани с използването на носител, могат да бъдат реше ни като се осигурява метод, при който част от образуваната отделена елементарна сяра от обработваната отпадна вода се рециклира в реактора, по такъв начин, че в реактора се поддържа концентрация на елементарната сяра, най-малко ig/i.

За предпочитане, количеството отделена елементарна сяра се рециклира към реактор със свободен достъп на въздух, по такъв начин, че да се осигурява концентрация на сярата най-малко 2 g/l, в частност най-малко 3 g/l, и още поспециално най-малко 4 g/l. Открито е, че получената сяра чрез микробнално окисляване се утаява по-бързо при тези високи серии концеитрации, така, че по-ефективното отделяне на сярата от течния изтичащ поток могат да бъдат постигнати, чрез използването па същия тип утаител.

По-иашапгьк е показано, че при високи концеитрации на сярата сяро-окисляващите бактерии могат бъдат прикрепени към образуваната сяра по такъв начин, че да се получи ефективна система биомаса-носител, която прави използването на отделен носител излишно.

В метода, съгласно изобретението, серните агрегати за предпочитане се използват като носител за сулфидi >kuc лява щат а бактерия.

Под серии агрегати се разбират серни частици с диаметър, значително по-голям от тези с размер около 1пт, срещащи се 6 серни золи. Предпочитаните серни агрегати имат диаметър най-малко 50цт. Тези серни агрегати са образувани когато серната концентразия е достатъчно Висока; алтернативно, серните агрегати могат да бъдат добавени като такива в началото на отделянето на биологичния сулфид.

Преимуществено, реакторът, който се използва е снабден с Вътрешен утаител, така че да се отдели биомасата и най-малко част от сярата на течния изтичащ поток В реактора. Пример на реактор с Вътрешен утаител е така наречения реактор с въздушен байпас, както е показано на фиг.1. Реакторът, показан на фиг.1 е разделен вертикално на две камери fl) и (2), В които има съответно Възходящ и низходящ поток. Отпадната вода се подава по линия 3, а пречистентата вода се извежда по линия 4. Въздух се подава през (5) и създава Вертикалния поток в реактора. Създава се Възможност сярата да се утаи В утаитела (б) и да се Върне обратно на дъното на реактора през отборите. Бистрата Вода може да бъде изтеглена през преливника (7) и линията (4). Всеки излишък от утайката и/или сяра може да бъде отделен през линия (8). Използваният Въздух се изпуска навън през отвор (9).

Друг пример на	»’»=·<« V Hi ,--¼ п «А V/-¼ м т .--¼ «S И г к < <* Л о f и<»/т т 1 р v и it ill · р- > vz nvuuiv v и V ivi ctv сх и t lcxv-m v'uut ,·
сярата в реактора ι	за разделени е реакторът с флуидизиран

слои. В такива реактори, утаителят е интегриран В аеробния реактор.

сулфида до сяра е преимуществено реактор, в който се поддържа Вертикална циркулация просредством газов поток, съдържащ кислород. Реакторът с въздушен байпас, както е описан на фиг. 1 може също да бъде използван за тази цел. Реактор, в който вертикалната циркулация може да бъде поддържана посредством газов поток, съдържащ кислород е известен например от Европейско патентно описание ЕР-А24758.

До голяма степен е възможно, обаче, отделянето на сярата и по желание биомасата, да се осъществи Във вторичен утаител при низходящия поток на реактора, и да се рециклира отделения материал изцяло или частично към реактора. Подобно разположение може да бъде комбинирано с реактор с фиксиран филм, в който бактерията нараства както върху фиксирания носител, така и върху серните агрегати.

По-нататък, беше открито предимството да се използва увеличено количество утайка в анаеробния реактор, в частност обем на сулфида в реактора повече от 100 mg/l.h, и по-специално повече от 200 mg/l.h. Обаче, съдържанието на сулфида не трябва да бъде високо, за предпочитане не повисоко от 1000 mg/l.h, за да се избегне нежелателно концентриране на серния разтВор и нежелателно Висока концентрация на сулфида В изтичащия поток. Концентрацията на сулфида в изтичащия поток за п tx и _К

V

по-малко от 50 mg/1, още по по-малко от 20 mg/1.

Желаната сулфидна концентрация може да бъде регулирана, чрез разреждане на входящия поток с изцяло или частично пречистена отпадна вода. Променящите се концентрации при подаване могат да бъдат регулирани чрез адаптиране на рециклиращия поток.

Бактериите, които могат да бъдат използвани в съответствие с настоящото изобретение принадлежат към групата на безцветните серни бактерии, включваща Thiobacillus, Thiomirospira, Sulfolobus u Thermotrix.

Би било желателно, в много случаи да се контролира окисляването на сулфида до сяра по такъв начин, че от една страна, в изтичащия поток да остава колкото е възможно по-малко сяра и от друга страна, по-нататъшното окисляване до силно окислени серни съединения е по същество намалено. Окисляването може да бъде констролирано, чрез регулиране на подавания кислород или чрез регулиране на количеството на бактериите в реактора. Когато подаваният кислород се използва за контролиране на реакцията, за предпочитане е в реактора да се подава 0.5 - 1.5 мола кислород на мол сулфид. Когато количеството на бактериалната маса се използава за контролиране на реакцията, съотношението на сулфида към бактериалната маса е за предпочитане да бъде най-малко 10mg S² на mg азот в бактериалната маса, за предпочитане най-малко 20 mg, и още по за предпочитане най-малко 30 mgS²/mgN.li. Концентрацията на кислород може за варира в широк обхват и за предпочитане да бъде в обхвата от 0.01 - 9.0 mg О? на литър от материала, присъстВащ в реактора. По-за предпочитане концентрацията на кислород е в обхвата 0.01 1.0 mg 1. Преимуществено въздухът се използва, като кислород, съдържащ газ.

Беше открито, че висока концентрация от натриеви йони и други моновалентни кат йони, такива като други йони на алкални метали имат обратен ефект върху тенденцията за утаяване на елементарната сяра и следователно върху нейната полезност като носител. Следователно предположенията са направени така, че концентрацията на моновалентни катиони е по-ниска, например 0.25 мола/1, по време на окисляването на сулфида до сяра. Двувалентни и поливалентни катиони, такива, като магнезий, беше открито, че влияят по-малко при флокулацията на сяра, така че такива метални йони могат с предимство да присъстват в процеса. По-нататък присъствието на двувалентни или поливалентни метални йони, изглежда противодейства на обратния ефект на моновалентни йони и като резултат, пониския лимит за моновалентни катйони, споменат по-горе, може да бъде по-висок ако обработваната отпадна вода съдържа напр. магнезиеви йони, за предпочитане в концантрация от 1-100 mg/1.

За предпочитане е pH в реактора да не надвишава 9.5 по време на процеса, съгласно изобретението. По-ниската стойност на pH не е от значение; то може да бъде под 5, тъй като е известно, че сулфид-окисляващите бактерии нарастват при ниско pH - 0.5. В практиката за предпочитане е pH да бъде в обхвата 7.5 - 9.0.

Когато се пречиства отпадната вода, съдържаща висока концентрация на сулфид, окисляването може също да се осъществи в два етапа, където контролираните условия са приложени в първия етап, както е описано по-горе и остатъчни количества на сулфид и сяра се окисляват понататък, заедно е евентуално присъстващата органична материя В последваща обработка.

Методът, съгласно изобретението може да бъде използван за пречистване па отпадна вода или други водни потоци, съдържащи сулфид или други серни съединения,

Ί способни да се окисляват go елементарна сяра, такиВа като меркаптани, тиофеноли, диалкил сулфиди, дисулфидн, полисулфиди, Въглероден дисулфид и др.

Настоящият метод може също да бъде използван като част от обработката на отпадни потоци, съдържащи окислени серни съединения, такиВа като сулфат, сулфид, тиосулфат сулфоноВи киселени, сулфоксиди и др. След тоВа окислените съединения могат пърВо да бъдат редуцирани анаеробно, за предпочитане биологично, до сулфид, който последоВатено се превръща В сяра, съгласно метода описан по-горе. В частност, сяро- и сулфат-редуциращите бактерии (SRB), такива като видове от рода на Desulfovibrio, D е su Ifo I о т а е и I и т. De su Ifo m ο η a s. The rm o d e su Ifo b a cteri u m. D e su ifo bulbiis. De su Ifo b a c ter. De su Ifo c o ecus. Desu Ifo n е m u, Desulfosarcina. Desulfobacterium u Desulforomas могат да бъдат използвани за анаеробния етап, т.е. редукция на серни съединения до сулфид.

Пример 1

В смесен реактор, с капацитет 8 1, сулфид-съдържащата вода (сулфидно захранване: 0.5g Ь; сулфидно количество:

12kg.·mA ден < се	• обработва с сулфид-окисляващ и бактерии в
присъствието	на кислород (2-4 mg.-l) при pH 8, с време на
престои 10 ч	аса. Получава се сулфат с добив няколко
процента, длкг	тю останалата < >95%) част от продукта е
елементарна	ί р а.

сярата, фиг.2 показва профила на утаяВане на пробата, Взета от реактора, като функция на сярната концентрация.

Пример 2

В реактор с Въздушен байпас (Вертикален реактор с подаВане на въздух отдолу и Вътрешен утаител на върха, както е описано на фиг. 1) с капацитет 2 1, сулфид-съдържаща вода (Сулфидна концентрация SOOmg/O; сулфидно количество 12kg/m³.geH) се обработва с сулфид-окисляВащи бактерии при pH 8, с Време на престой 1 Ь. Концентрацията на елементарна се задържа между 2 и 4 g/l. Благодарение на Вътрешния утаител, поВече от 95% от сярата остаВат В реактора. фиг.З показва утаяващия профил на проба, Взета от този реактор (горната линия) 8 сраВнение с подобна проба, Взета от смесения реактор (по-ниската линия). Той показва по-ефективно отделяне на сярата В реактора с въздушен байпас, което позволява този реактор да работи без допълнителен носител.

Пример 3

В реактора с въздушен байпас, както е показан на фиг. 1 е капацитет 10т\ сулфид-съдържащият поток (сулфидна концентрация ЗОИ mg 1; сулфидно количество 2.5 kg т⁵.ден) се

на престой 3 I 3 част

Концентрацията на елементарна сяра с<· задържа над 3 g^;l на действието на

Вътрешния утаител Кислородната концентрация В целия реактор се задържа между 0.01 и 0.5 mg/l, променяйки се с промяната на сулфидното количество на подаваната Вода.

Чрез контролиране на подаването на Въздуха за окисляване, се постига ефективност на Отделянето на сулфида по-висока от 99%, докато между 90 и 100% от отделения сулфид се превръща в елементарна сяра.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за пречистване на отпадна вода, съдържаща сулфид, състоящ се в окисляване на сулфида до елементарна сяра, в реактор със сулфид-окисляващи бактерии в присъствието на кислород и отделяне от отпадната вода най-малко на част от сярата, образувана по време на окисленето, характеризиращ се с това, че част от елементарната сяра от отпадната вода се рециклира в реактора по такъв начин, че се поддържа концентрация на елементарната сяра най-малко 1 g/1.
2. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че серните агрегати се използват като носител за сулфид-окисляващите бактерии.
3. Метод, съгласно претенции 1 или 2, характеризиращ се с това, че сярата се отделя от средата на реактора, като е използван вътрешен утаител в реактора.
4. Метод, съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че окисляването се осъществява в реактор, където вертикалната циркулация се поддържа посредством кислород - съдържаш, газов поток.
5. Метод, съгласно претенцн I пли 2, характеризиращ сс е това, че сярата се отделя от течния поток, като се използва външен, утаител, извън реактора.
6. Метод, съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че бактериите са прикрепени към фиксиран филм
7 Метод, съгласно всяка от предшестващите претенции, характеризиращ се с това, че в реактора се поддържа концентрация на елементарна сяра най-малко 2 g/1.
8. Метод, съгласно всяка от предшестващите претенции, характеризиращ се с това, в реактора се поддържа концентрация на елементарна сяра най-малко 3 g/1.
9. Метод, съгласно всяка от предшестващите претенции, характеризиращ се с това, че сулфидното обемно натоварване е повече от 200 mg/l.h.
10. Метод, съгласно всяка от предшестващите претенции, характеризиращ се с това, че най-малко част от присъстващите катиони в реактора са двувалентни или поливалентни метални йони.
11. Метод за пречистване на отпадна вода, съдържаща окислени серни съединения, такива като сулфат или сулфид, чре ? О 0 р с I '* Ϊ О П.1 ване на отпадната вода със сулфат-редуциращи бактерии и последователно обработване на получената сулфид-съдържаща вода с сулфид-окисляващи бактерии в

присъствието на кислород, до елементарна сяра, характеризиращ се с това, че сулфид-с ъдържащата вода се пречиства като се използва метода, съ гласно всяка една от

предшестващите претенции.