[发明专利]含硫化物废水的净化方法

说明书

本发明涉及一种净化含硫化物废水的方法，该方法包括：在氧气的存在下，在反应器中通过硫化物氧化菌将硫化物氧化成元素硫，然后从废水中分离出至少一部分在氧化过程中生成的硫。

例如，国际专利申请WO91／16269已披露过这样的方法。在该方法中，采用了最小硫化物／生物之质量比。

国际专利申请WO92／10270公开了由废气中除去硫化合物的循环方法，其中，选择水溶液与废气接触，然后经过硫氧化菌的处理。将由细菌氧化形成的元素硫下述方式从水溶液中分离，即循环水溶液中剩余的元素硫为0．1-50g／l。

所有已知的细菌废水处理方法都面临着如何将细菌保存在反应器中的难题。这个难题通常是通过使用细菌载体材料来解决。载体一般分为两种类型：(1)流动载体，如浮石；然而，流动载体有如下缺点，即为使流动载体与待处理的废水混在一起，必须要维持剧烈的湍流或流化作用，而且，流动载体的一部分会干扰所形成的硫，这对硫的质量有损害；(2)固定载体，如合成材料的结构；固定载体也有很快会被阻塞的缺陷。再者，常规的流动载体和固体载体都将大幅度地增加处理厂的运行费用。

因此本发明的目的就在于提供一种新型的处理含硫废水的方法，该方法可解决上述流动载体及固定载体的缺陷。

现发现，与使用载体材料有关的难题可通过以下方法来解决，其中一部分从被处理的废水中分离出来的无素硫，在反应器中循环，以这样的方式使反应器中元素硫的浓度至少维持在1g／l。

更好的是，循环至有氧反应器中的已分离的元素硫的量要使硫的浓度至少在2g／l，优选至少3g／l，更优选至少4g／l。发现，在以上高硫浓度时由微生物氧化所产生的硫沉降更快，这样，通过使用相同类型的沉降器，就可以更有效地分离硫和液态废水。

而且更有迹象表明，在高硫浓度时，硫化物氧化菌可附着于所形成的硫上，这样，就可得到有效的生物-载体系统，而不需使用单独的载体材料。

在本发明的方法中，硫载体被优选用作硫化物氧化菌的载体材料。硫载体理解为直径远大于含硫溶胶中约1μm尺寸的硫颗粒。硫载体优选直径为至少50μm。硫浓度足够高时，硫载体才可形成；或者，在生物除硫化物开始时，可加入如上的硫载体。

有利的是，采用设有内沉降器的反应器，以便在反应器中由液态废水中分离出生物和至少一部分所形成的硫。带有内沉降器的反应器的例子有，如图1所示的所谓的气升循环反应器(airlift-loop)。根据图1的反应器在纵向上分为两个室1和2，在两个室中分别有上升流和下降流。废水由管线3供入，而已净化的水则由管线4抽出。空气由5供入，并在反应器中产生纵向流动。硫可在沉降器6中沉降，并通过其底部上的开口回到反应器中。澄清水可由溢流7和管线4抽出。任何多余的淤渣和／或硫都可通过管线8除去。用过的空气由通风口9排出。

另一种可于其中分离出生物和(一部分)硫的反应器的例子为流化床反应器。在该反应器中，沉降器在有氧反应器中一体形成。

将硫化物氧化成硫最好是在以下这样的反应器中进行，在该反应器中通过含氧气流可维持纵向的循环。如图1所示的气动环反应器即可用于此目的。例如在欧洲专利申请EP-A-24758中，我们可知道一种通过含氧气流来维持纵向循环的反应器。

然而，以下也是相当可行的，即在处于反应器下游的二级沉降器中分离硫和选择性地分离生物，然后将分离的物质全部或部分地循环至反应器。这种设计可以与“固定膜反应器”联合使用，其中，细菌既可在固定载体材料也可在硫载体上生长。

更进一步发现，在厌氧反应器中使用大的淤渣负荷，特别是硫化物反应器体积负荷超过100mg／l．h，更特别是超过200mg／l．h是有利的。但是，硫化物地负荷不能过高，以避免过高浓度的含硫溶液和过高的废水硫化物浓度。废水中硫化物的浓度应优选小于50mg／l，更优选小于20mg／l。

以全部或部分净化了水有选择地稀释流入液体，即可调节所期望的硫化物浓度。通过采用循环流动，可提供波动变化的供入浓度。

可用于本发明的细菌属于无色硫菌群，包括硫芽孢杆菌属(Thiobacillus)，硫微螺菌属(Thiomicrospira)，硫化叶菌属(Sulfolobus)和Thermothrixo，