[发明专利]一种气田含硫废水超声复合受控氧化回收单质硫的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及西南气田气田采出水和天然气脱硫工艺产生的含硫废水脱硫。

背景技术

含硫废水主要来自炼油、焦化、煤气制造、合成氨、人造纤维、印染、造纸、制革、硫化染料生产等工厂排出的废水，且各行业废水的组分以及硫化物的浓度都有很大不同。废水中的硫化物有毒性、腐蚀性，并具臭味，对环境造成极大的污染，且会对废水构筑物的正常运转产生很大影响，因此生产、生活中的含硫废水必须加以妥善处理。

目前国内外对含硫废水采用的方法主要有物理化学法和生物化学法两大类，两种方法去除硫离子的效果都较好，但是生化法只能处理硫含量较低的废水，对于高浓度的含硫废水，首先必须经过物理化学法处理，根据需要再采用生物化学法。物理方法主要有氧化法、汽提法、碱吸收法、沉淀法等。采用氧化法和汽提法处理含硫废水，在采用强氧化剂条件下，如用臭氧、氯气、高锰酸钾等氧化工艺，氧化反应效率很高。含硫废水的处理工艺已经比较成熟，但一般氧化剂处理含硫废水都是以尽可能去除废水中的硫离子为目标，而硫特别是单质硫也是一种有较高价值的资源，现有技术的氧化脱硫方法不能有效地直接得到这种资源，且具有设备要求高，去除时间较长等缺点。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种气田含硫废水氧化脱硫的方法，在尽可能保持高的脱硫率的同时，能够使废水中尽可能多的硫化物受控地氧化为单质硫，且方法操作简单、快速高效。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种气田含硫废水超声复合受控氧化回收单质硫的方法，依次包括以下步骤：

(1)将气田含硫废水进行预处理，去除废水中的SS、浮油和颗粒物沉淀；

(2)将预处理后的气田含硫废水和酸碱调节剂泵入混合管道器中，控制废水初始pH为6～7，；将混合管道器中的混合液输送至处于超声场下搅拌反应器中，同时按照C(S^2-)/C(H₂O₂)为180～300的比例泵入质量分数30％的双氧水，反应过程中通过控制体系[H⁺]浓度、氧化剂双氧水投加量和废水硫负荷来控制体系氧化还原电位(ORP)为-35～35mV，用以实现硫化物受控氧化为单质硫的目标。

(3)加入0.5～1.0mg/L尺寸为8～12nm的纳米粉体二氧化钛供新生态单质硫吸附生长，促进单质硫成核。

(4)在超声场下搅拌反应9～15min，搅拌强度G为47.7～108.5s^-1，水力条件GT值控制在2.6×10⁴～9.7×10⁴之间，超声频率为25～35kHz，声强为20～30W/cm²，用以提高双氧水氧化处理效果的同时加速单质硫前驱体成核及初级硫颗粒的团聚。

(5)将反应后废水过滤，回收生成的单质硫。

作为选择，所述步骤(2)中调节废水初始pH为6，按照C(S^2-)/C(H₂O₂)为180的比例投加双氧水，ORP控制为(30±5)mV，步骤(3)中加入0.8mg/L尺寸为10nm纳米粉体二氧化钛供新生态单质硫吸附生长，步骤(4)中在超声频率为25kHz，声强为20W/cm²的超声场下和搅拌强度G为62.9s^-1，水力条件GT值为5.6×10⁴条件下反应15min。

作为选择，所诉酸碱调节剂为HCl:H₂O质量比1:1的HCl和物质的量浓度为1mol/L的NaOH。

上述方案中，在反应中加入纳米粉体能为新生态单质硫提供前驱体，供单质硫吸附生长，促进单质硫成核；在超声场下复合搅拌反应，用以提高双氧水氧化处理效果，加速单质硫前驱体成核及初级硫颗粒的团聚；废水中[H⁺]浓度和ORP以PLC控制系统检测用以控制硫化物定向氧化。

氧化脱硫是一种成熟的现有技术，但由于废水成分复杂，氧化过程中的反应更是复杂，相对现有技术只是简单地尽量将含硫废水中的硫离子脱除，本发明的难点在于：

1、如何受控地使得产物为所需要的单质硫。

2、在尽可能保持高的脱硫效率的同时，尽可能地得到高的单质硫得率，两者兼顾。

3、方法操作简单、快速高效。