[实用新型]一种原位形成并分离单质硫的装置

说明书

本实用新型公开一种原位形成并分离单质硫的装置，包括反应装置、收集装置，所述反应装置内设有分离膜，所述分离膜为生物膜‑微滤膜双层结构；所述分离膜将所述反应装置分为反应区与聚集区，所述生物膜位于所述反应区一侧，所述微滤膜位于所述聚集区一侧；所述收集装置收集所述反应装置排出的气体、液体与固体。本实用新型将原位形成和分离固体颗粒物的概念引入膜生物反应器，利用水流压力将微生物表面形成的单质硫即时穿过微滤膜，并将穿过微滤膜的单质硫及时收集，实现了单向的生化反应，即硫化物氧化成为单质硫，不会发生单质硫过度氧化或还原。

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种原位形成并分离单质硫的装置。

背景技术

随着我国经济快速发展，公众环境意识的提高，政府投资加大，2015年全国废水COD排放总量较2012年减少11.37％，但仍高达2148.1万吨。其中，相当一部分来源于石油精炼、造纸、屠宰、制药行业，这些行业生产过程中难以避免会产生含有硫酸盐、硫化物、氨氮/硝酸盐的大量废水，这种类型的废水不妥善处理会产生极大的危害性：(1)硫酸盐，过量排放硫酸盐会使的水体中硫酸盐浓度提高，若水中含有较高的硫酸盐(>400mg/L)就会有苦涩感，如果达到1000～1200mg/L就会导致人产生腹泻；其次，自然环境和废水中往往又富含大量的有机物，因此硫酸盐又极易被硫酸盐还原菌还原为硫化物，从而产生二次污染。(2)硫化物，具有极性的毒性、腐蚀性且气味恶臭，直接排放不仅影响空气质量，也会对排水管道产生腐蚀，直接毒害水体中生物。目前我国环保部尚未发布有关统计硫化物的报告，据美国环境署2015年的发布的美国年度污染物统计报告中，每年美国硫化物排放量可达到美国排放毒性化学品目录中等价加权有毒污染物的40％。(3)硝酸盐和氨氮，导致水体中营养物质富集，引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，进而形成水华。含硫酸盐有机废水可以通过微生物将硫酸盐还原为硫化物，而后微生物利用硝酸盐作为电子受体将硫化物氧化为单质硫；含有硫化物废水则无需经过硫酸盐还原作用。人们将微生物利用硝酸盐还原去除硫化物的工艺称为反硝化脱硫工艺。单质硫作为硫化物氧化过程中的中间产物，它无毒且为固体，经过分离、回收后可以用于农业肥料、工业生产和改善土壤酸化等方面。

反硝化脱硫工艺中污染物以碳、氮、硫三种元素存在，反应过程中有多种价态化合物参与，可以反应出多种物质形态。其中碳化合物基本以+4价存在，常以无机形态或有机化合物形态存在于反应装置中。氮化合物则以无机形态存在，有NO₃^-、NO₂^-、N₂O、NO、N₂，化合价态分别为+5、+4、+1、+2和0价。硫化合物化合价态有为-2、0、+4和+6价，反应装置内有无机硫和有机硫，有机硫以甲基硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚等形态存在，无机硫化合物中主要以S^2-、S⁰、S₂O₃^2-、SO₄^2-形态存在。因此反硝化脱硫反应装置内存在多种功能微生物类群，微生物代谢复杂，以微生物功能举例有反硝化菌、固氮菌、硫氧化菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等，其活性污泥内部存在多种互助和竞争机制，如异养菌为自养菌提供无机底物；硫酸盐还原菌为硫氧化菌提供底物；硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌竞争有机底物等等。

目前现有技术中活性污泥反应装置都无法解决硫化物氧化过程中硫过氧化和过还原的问题，同时需要多个运行参数(水力停留时间、进水负荷、污染物之间比例等等)精确且相互调节，单质硫生成率低。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种原位形成并分离单质硫的装置，包括反应装置、收集装置，所述反应装置内设有分离膜，所述分离膜为生物膜-微滤膜双层结构；