[发明专利]一种硫酸盐废水的处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种硫酸盐废水的处理装置及方法。 

背景技术

近几年，硫酸盐废水的污染日趋严重，很多生产领域涌现出大量的含高浓度硫酸盐的工业废水，如化工、制药、制革、造纸、发酵、食品加工和采矿等，并且硫酸盐废水有污染面积大，潜伏周期长，难以治理的特点。在众所周知的淮河流域水污染问题中，富含硫酸盐的味精废水是第二大污染源。另外我国很多城市的地下水已经受到了不同程度的硫酸盐污染。因此寻求行之有效的硫酸盐废水处理工艺已成为环境工程界普遍关注的问题。

酸性矿山废水的污染是一个全球性问题。自40年代以来，国外对酸性矿山废水的成因和防治进行了大量的研究。从70年代开始，我国也积极采用各种方法对矿山酸性废水进行治理。目前国内外采用的方法主要以石灰石或石灰作中和剂的中和法和湿地法进行处理。但中和法产生的巨量固体废弃物硫酸钙难以处置，引起严重的二次污染。湿地法处理酸性矿山废水，具有投资少，运行费用低，易于管理等优点；但是，湿地法占地面积大，处理受环境影响很大，并且对硫的处理也不彻底，残余H₂S从土壤中逸出进入大气，污染环境，而且湿地法还需要一定的自然条件，因此，湿地法在应用上受到了一定限制。微生物法处理含硫酸盐酸性矿山废水具有成本低，适用性强，无二次污染，并可回收单质硫等优点，目前受到国内外环境工作者的广泛关注。

对于富含硫酸盐的有机废水主要采用破坏性的生物技术，也就是利用微生物的作用将有机物转化分解。由于富含硫酸盐的有机废水有机物浓度较高，一般采用厌氧生物处理技术处理，现行厌氧生物处理工艺有：升流式厌氧污泥床、厌氧滤池、厌氧流化床等单相厌氧工艺和两相厌氧工艺及一些在两相厌氧基础上发展起来的联合工艺。

就生物处理技术而言，现有的技术主要针对富含高浓度硫酸盐的有机废水，其重点是将此类废水视为高浓度有机废水，而对其进行厌氧消化产甲烷处理。

国内外多采用两相厌氧工艺使菌种代谢分离以避免底物竞争性抑制^[1,2]，结果表明在酸相中降低pH和COD/SO₄^2-[3,4]，使用高温（55℃）^[5,6]，及利用H₂/CO₂、含H₂气体（煤气）或H₂的前体（甲醇、乙醇、乳酸等）作为电子供体^[7~8]可提高SRB对底物的竞争优势，促进SO₄^2-还原，减少SO₄^2-对甲烷相的影响。由于酸相中产气很少，控制H₂S的毒性抑制还需用惰性气体（N₂等）或少量空气吹脱降低硫化物浓度^[9,10]。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种对硫酸盐和有机物去除效率高的处理高浓度硫酸盐废水的装置及方法。 

本发明提供的处理高浓度硫酸盐废水的装置，采用两级厌氧与循环气提吹脱工艺，装置包括：厌氧膨胀床反应器1，组合式沉淀器2， 进水泵5，回流泵6，碱液吸收瓶，气泵8，流量计9，集气囊10，加热保温系统。其中，厌氧膨胀床反应器1为柱形体，底部为锥体，其底部通过管道与进水泵5相连；厌氧膨胀床反应器1侧边设有取样口，上部为气液分离部分，气体通过连接管道进入碱液吸收瓶收集，液体部分通过连接管道进入组合式沉淀器2；厌氧膨胀床反应器1外周设有加热保温系统；组合式沉淀器2也为柱形体，底部为锥体，其底部通过管道与回流泵6相连；组合式沉淀器2的顶部设有连接另一碱液吸收瓶的气体输出管道接口，以及与厌氧膨胀床反应器1连接的进水管道的进水口，上端侧面设有出水口，组合式沉淀器2的中间是中心降流室3，该中心降流室3内侧的上流室中设置有悬浮填料层4，其余为沉淀区；组合式沉淀器2采用夹套式水浴加热；中心降流室3内下部设有鼓气装置，由输气管连接流量计9和集气囊10；组合式沉淀器2壁与中心降流室3的间隔处有软性填料，组合式沉淀器2外围也设有加热保温系统；连接厌氧膨胀床反应器1和组合式沉淀器2的碱液吸收瓶收集的气体通过气泵8被收集到集气囊10中。

本装置中，厌氧膨胀床反应器1是硫酸盐废水的一级厌氧处理装置，通过出水的大比例外循环以降低进水中高浓度硫酸盐和有机物对厌氧污泥的影响，并采用气提吹脱的方法去除循环水中的硫化氢，降低循环水中的硫含量，减少其毒性作用。