BG61072B1 - Метод за пречистване на вода, съдържаща серни съединения - Google Patents
Метод за пречистване на вода, съдържаща серни съединения Download PDFInfo
- Publication number
- BG61072B1 BG61072B1 BG95615A BG9561591A BG61072B1 BG 61072 B1 BG61072 B1 BG 61072B1 BG 95615 A BG95615 A BG 95615A BG 9561591 A BG9561591 A BG 9561591A BG 61072 B1 BG61072 B1 BG 61072B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- sulfide
- sulfur
- charge
- reactor
- aerobic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 77
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- -1 sulphur compound Chemical class 0.000 title claims description 16
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 title 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 144
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 75
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 47
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 claims description 31
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 26
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 24
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 10
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 abstract description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 14
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L thiosulfate(2-) Chemical compound [O-]S([S-])(=O)=O DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 4
- 241000190909 Beggiatoa Species 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000190807 Thiothrix Species 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000605716 Desulfovibrio Species 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 230000029305 taxis Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000205085 Desulfobacter Species 0.000 description 1
- 241000605802 Desulfobulbus Species 0.000 description 1
- 241000605829 Desulfococcus Species 0.000 description 1
- 241000193104 Desulfonema Species 0.000 description 1
- 241000205130 Desulfosarcina Species 0.000 description 1
- 241000186541 Desulfotomaculum Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000605118 Thiobacillus Species 0.000 description 1
- 241000605261 Thiomicrospira Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethanethiol Chemical compound CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical compound [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/06—Aerobic processes using submerged filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/06—Preparation of sulfur; Purification from non-gaseous sulfides or materials containing such sulfides, e.g. ores
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
- C02F3/345—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used for biological oxidation or reduction of sulfur compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/902—Materials removed
- Y10S210/903—Nitrogenous
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/902—Materials removed
- Y10S210/911—Cumulative poison
- Y10S210/912—Heavy metal
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Geology (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Методът е приложим при преработка на отпадъчни води. С него при правилно избран
коефициент рециклиране се пречистват на всякакъв вид отпадъчни води с различна концентрация
на сяра. По метода сулфидът, съдържащ се във водата, се окислява в реактор с утайка (биомаса),
съдържаща аеробна бактерия. Използва се заряд от утайка най-малко с 10 mg сулфид на mg
присъстващ в нея азот за един час. Зарядът се изчислява на базата на окисляващата се част
сулфид в утайката.
Description
Изобретението ще се използва за преработка на отпадъчни води. Отнася се до метод за обработване на вода, съдържаща сулфид или съдържаща серни съединения, които имат високо състояние на окисляване, като сулфат, сулфит и тиосулфат, при което могат да съдържат също и органичен материал, при който серните съединения се окисляват в реактор с помощта на утайката /биомаса/, съдържаща аеробна бактерия.
Изобретението се отнася и до метод за отстраняване на тежки метали от воден поток чрез утаяване на тежките метали като сулфиди.
II. ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА
Наличието на серни съединения като сулфид в отпадъчната вода има много неблагоприятни последствия, например корозивно въздействие върху бетона и стоманата, висока потребност от кислород /COD/, което води до кислородно изчерпване на приемащата вода след освобождаването на отпадъчната вода, което води до замърсяване на околната среда и/ или до високи данъци, свързани със замърсяването на околната среда, токсични въздействия върху човека и животните, зловоние.
Сулфидът може да бъде отстранен от отпадъчната вода чрез химично окисляване, десорбиране и утаяване, като все по-голямо значение придобиват биологичните методи за пречистване. Биологичното отстраняване на сулфида може да бъде осъществено чрез фототропически серни бактерии /придружено също от получаване на сяра/, както и посредством денинтрифициращи бактерии. Сулфидът може също така да бъде преобразуван в сулфат чрез поглъщащи кислород бактерии в активирана биомаса. Получаването на сяра чрез поглъщащи кислород бактерии има предимства пред използването на фототропични бактерии, тъй като аеробната конверсия протича много по-бързо, отколкото анаеробната / фототропичната/ конверсия, а и подаването на светлина в турбидния серен реактор не е лесно, докато кислородът може да се подава в аеорбния реактор по прост начин, без никакви проблеми. В случая с денитрифициращите бактерии е необходим нитрат.
Предимствата на преобразуването на сулфида в сяра вместо в сулфат са следните. Необходим е много по-малко кислород, следователно е необходима и много по-малко енергия, методът протича много по-бързо, получава се по-малко биологична утайка, не се отработват никакъв сулфат или тиосулфат, няма възможност за повторно използване на сярата.
Метод за отстраняването на сулфид от отпадъчни води чрез окисляване на сулфида до елементарна сяра е описан в /1/, съгласно което получаването на сяра може да бъде осъществено чрез използването на по-малко количество кислород, отколкото стехиометричното количество, което е необходимо за образуването на сулфат. Въпреки че съгласно този известен метод се получава значително количество сяра, съществува необходимост от подобряване на този процес с оглед да се сведе до минимум отделянето на разтворими серни съединения като сулфид и сулфат.
Друг проблем, свързан с биологичните системи отпадъчни води е това, че сулфидът въздейства неблагоприятно върху ефикасността на пречистване и върху запазването на биомасата по време на аеробно пречистване на отпадъчни води, основаващо се на метод, при който се използва активирана биомаса. Една от причините е, че окисляването на сулфида може да развие в пречиствателните съоръжения нишкообразни бактерии като тези от вида Thiothrix и Beggiatoa. Тези нишкообразни бактерии препятстват ефикасното утаяване на утайката /биомасата/ като я отмиват /намаляват обема/. Това има две нежелателни последствия:
а) намаляване на активността на пречиствателното съоръжение, с което се понижава степента на пречистване;
б) увеличаване на разходите/данъците в резултат на увеличаването на COD чрез отмитата утайка.
Присъствието на големи количества други серни съединения, например сярно съдържание, по-голямо от 350-500 mg S/1 или свързана със сярата химическа потребност от кислород /COD/S/, по-малка от 10, в отпадъчните води също така причинява затруднения при анаеробната обработка на отпадъчните води, тъй като сулфидът, който се образува, забавя бактериите, произвеждащи метан.
Анаеробното пречистване на отпадъчни води, обаче, обикновено има предимства пред аеробното причистване: малка консумация на енергия, малко увеличение на утайката, получаване на метан и други. Следователно, съществува огромна необходимост от метод, позволяващ анаеробно пречистване на органични отпадъчни потоци, дори когато те съдържат големи количества серни съединения.
Метод за анаеробна обработка на отпадъчни води, съдържащи серни съединения, описан в /2/, съгласно който отпадъчните води, съдържащи сулфат, се пречистват анаеробно, докато сулфатът се редукцира до сулфид. След това сулфидът се отстранява от отпадъчните води във вид на сероводород /H2S/. Този метод има недостатъци в смисъл, че трябва да се регулира pH и да се осигури в достатъчна степен отстраняването на сулфида от водата и в смисъл, че сероводородът трябва да бъде в значителна степен отделен от метана и всеки друг газ, което от своя страна води до изтичащ поток. Нещо повече, ако сулфидният товар е голям, се получава също и интоксикация на анаеробните бактерии.
По принцип е известно, че присъствието на тежки метали, дори когато са в много малки концентрации, е нежелателно, поради високата им токсичност за човека, растенията, животните. Конвенционалните методики за отстраняването им, като образуване на хидроокис и отделяне, реверсивна осмоза и йонен обемен, са сложни или не постигат желания резултат.
Метод за отстраняване на серни съединения и йони на тежки метали от водата е описан в лит.източник /3/. Съгласно този метод бактериите, редуциращи сулфата, се отглеждат в апарат за ферментация в присъствието на хранителен разтвор и част от отпадъчната вода, която трябва да се обработва, и водния разтвор на сулфида, който се получава, се подава в резервоар за утаяване заедно с останалия обем отпадъчна вода. Металните сулфиди се утаяват във вид на парцалообразна утайка в резервоара за утаяване, особено когато отпадъчната вода съдържа железни / III/ йони. Сред металите, които могат да бъдат утаени, могат да бъдат отбелязани олово, живак, кадмий, желязо, мед, никел, цинк, кобалт, манган и сребро. Този метод не постига отстраняването на сулфата и/или сулфида.
III. ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА
ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Получаването на сяра може да бъде осъществено чрез използването на метод за пречистването на вода, съдържаща сулфид, при който сулфидът се окислява в реактор с помощта на биомаса, съдържаща аеробни бактерии, и при който в аеорбния реактор се поддържа минимално количество сулфид.
Основна характеристика на изобретението е това, че съгласно метода количеството биомаса, с която се зарежда реакторът е наймалко 10 mg сулфид на mg азот, присъстващ в биомасата, на час, като количеството биомаса се изчислява въз основа на окисляваната сулфидна част от биомасата.
Методът се осъществява на два етапа, като първият етап включва окисляването на най-малко една част от сулфида до елементарна сяра в първия аеробен реактор с помощта на минимален сулфиден заряд, а вторият етап включва по-нататъшно окисляване във втори аеробен реактор до получаването на сулфат.
Съгласно изобретението методът се използва за обработка на вода, съдържаща в голяма степен серни съединения, при който серните съединения се редуцират първо анаеробно до сулфид, а така полученият сулфид след това се окислява в аеробен реактор чрез зареждане в аеорбния реактор с минимално количество сулфид.
Методът се използва за отстраняването на тежки метални йони, като водата се довежда до състояние да съдържа сулфидни йони, които реагират с тежките метални йони, при което се образуват сулфиди, след което сулфидът се окислява до елементарна сяра в аеробен реактор с помощта на минимален сулфиден заряд в аеробния реактор.
Минималният сулфиден заряд, необходим за прилагането на метода съгласно изобретението ,за предпочитане се изразява като заряд сулфидна утайка /биомаса/, т.е. количеството сулфид, което присъства в аеробния реактор на единица време с оглед на масата бактерии в утайката, които окисляват сулфида. Утайката с която се зарежда реакторът е наймалко 10 mg сулфид на mg азот на h. Количеството бактерии /биомаса/ се определя въз основа на азотното си съдържание.
Установи се, че заряд сулфидна утайка с помалко от 10 mg сулфид на mg азот на h води до изключително образуване на сулфат, което обикновено не се предпочита, тъй като сулфатът не може да бъде лесно отделен от обработвания поток, докато елементарната сяра, която се образува при използване на по-високи заряди утайка, може да бъде лесно отделена. Предпочита се използването на заряд утайка с най-малко 20 mg сулфид на mg азот на h, а още по-добре с най-малко 30 mg сулфид на mg азот на h. Заряд утайка с около 35 mg сулфид на mg азот на h и по-високи стойности води до изключително получаване в повечето случаи на елементарна сяра.
За целите на изобретението се приема, че сулфидът включва всички неорганични йонни и нейонни видове двувалентна сяра, като сулфид /S27, хидрогенсулфид /HS /, сероводород /H2S/ и съответните полисулфидни видове.
За отпадъчна вода се счита всяка водна течност, съдържаща най-малко един компонент, като например сярно съединение, който трябва да бъде отстранен от нея.
Използваната в аеробния реактор утайката съдържа бактерии, окисляващи сярата, например от вида Thiobacillus и Thiomicrospira.
Количеството заряд от утайка, необходимо за прилагането на метода от изобретението, може да бъде определено чрез избиране на подходящо време на задържане на отпадъчната вода в аеробния реактор или чрез регулиране на други параметри като количеството утайка в реактора, сулфидната концентрация в отпадъчната вода или кислородната концентрация.
Кислородната концентрация варира в широки граници и е за предпочитане да е в рамките на 0.1-9.0 mg 02, най-добре около 4 mg О2 на 1 материал в реактора.
Зарядът утайка по метода съгласно изобретението е неочаквано висок в сравнение с известните методи. Това е илюстрирано в таблица А. При конвенционалните аеробни методи зарядът утайка е под 0.1 mg сулфид на mg азот на h.
Таблица А
| Заряд сулфидна утайка | Получаване на сяра в % от общия сулфиден заряд |
| 0 -10 | 0 |
| 10-20 | 0-75 |
| 20-30 | 75-95 |
| 30-35 | 95-100 |
| >35 | 100 |
В таблица А количеството утайка /биомаса/ е изразено като азотно съдържание на бактериите. С цел да се изчисли съдържанието суха маса от този израз, числото трябва да бъде умножено на коефициента 8.3. От данните в таблица А очевидно следва, че е възможно преобразуването на цялото сулфидно съдържание в сяра с помощта на сулфиден заряд от над 35 mg сулфид на mg азот на h.
За предпочитане методът съгласно изобретението се прилага по такъв начин, че използваната в реактора биомаса е във вид на биофилми, свързани с носител. Подходящите за носител материали са всякакъв полимерен или друг подходящ за целта материал, като полиуретан, полиетилен, полипропилен, поливинилхлорид и други.
За предпочитане методът води до получаването на елементарна сяра като единствен серен продукт. Той може да бъде лесно отделен от водния поток чрез филтрация, центрофугиране, утаяване и други. С оглед да се избегне получаването на по-висока степен окислени серни видове, сулфидната концентрация в потока на реактора за получаване на сяра се поддържа на едно минимално приемливо ниво, за предпочитане е тази концентрация да е в границите на 0.5 - 30 mg S2' на литър поток.
Стойностите, посочени в таблица А, се отнасят само за отпадъчни води, които не съдържат органични вещества. Когато в отпадъчната вода присъства органичен материал, нараства допълнителната биомаса, която не окислява сулфида, при което се повишава азотното съдържание на общата биомаса в сравнение със съдържанието, върху което се основават данните от таблица А. В случай, че в отпадъчната вода присъстват органични вещества, повърхността на сулфидния заряд / за повърхност се приема повърхността на биофилма/ може да бъде използвана като определящ параметър за степента на преобразуване на сулфида в елементарна сяра. Стойностите на този параметър са посочени в таблица Б.
Таблица Б
| Повърхност на сулфидния заряд /g S/m2 на ден/ | Получаване на сяра в проценти от общия сулфиден заряд |
| 0 -10 | 0 -80 |
| 10-20 | 80-95 |
| 20-25 | 95-100 |
| >25 | 100 |
Методът съгласно изобретението се прилага за предпочитане при повърхност на сулфидния заряд от най-малко 10 g сулфид/m2 на ден и най-добре между 20 и 25 g сулфид/m2 на ден. Когато не присъстват органични вещества, могат да бъдат използвани стойностите, посочени в таблица А.
Установи се, че при прилагане на метода съгласно изобретението стойността на pH в аеробния реактор не трябва да надвишава 9.0. По-ниски стойности на Рн не са критични. 30 Стойността на pH може да бъде и много пониска от 5, тъй като е известно, че окисляващите сулфида бактерии растат и при pH 0.5.
Минималният сулфиден заряд в реактора, необходим за постигането на ефективна сулфидна конверсия, може да бъде приложен в два етапа, при което:
а/ най-малко една част от сулфида се окислява до елементарна сяра в първия аеробен реактор;
б/ получената в етап а/ течност, която съдържа елементарна сяра и възможно сулфид и други компоненти, се подава във втори 5 аеробен реактор, в който сярата и сулфидът се окисляват до получаване на сулфат. Между етапите а/ и б/ може да се осъществи разделителен стадий, в който да се отстрани поголямата част от елементарната сяра.
Това е особено благоприятно, когато се пречиства вода, което при нормални условия на обработка би довело до нежелателно нарастване на нишкообразните бактерии, като тези от рода Thiothrix и Beggiatoa. Например, 15 когато водата съдържа относително големи количества органични отпадъци в допълнение към сулфида. Минималният сулфиден заряд може да бъде изразен като минимално количество сулфид на тегловна единица биомаса на час, 20 както е определено по-горе. Той може да бъде изразен също като минимално количество сулфид на литър материал, присъстващ в първия аеробен реактор на час. В този случай минималният сулфиден заряд е 25 mg сулфид/1/ h.
Увеличението на сулфидния заряд на първия аеробен реактор, т.е. увеличението на сулфидната концентрация, намаляване на времето за обработка и/или редуциране на обработвания обем би увеличило ефективността както на самото отстраняване на сулфида, така и на втората аеробна обработка за други замърсители. По-специално по метода се подобрява задържането на утайката във втория стадий на аеробно пречистване, пояснено с таб35 лица В, която показва резултатите от опитите, получени с помощта на реактора, описан в лит.източници /4/ за преобразуване на сулфида в сяра.
Таблица В.
| Резултатите след втората седмица COD-коефициент | Изтичане | |
| двустадиен метод/изобретенюто/ | 76 | Много малко |
| едностадиен метод/конвенционален/ | 52 | Значително |
Въздействието на различните параметри съгласно изобретението върху ефективността на отстраняване на сулфида и нарастването на нишкообразните бактерии е пояснено в таблица Г.
Таблица Γ
| Скорост на потока /1/h/ | Време на хидравлично задържане /Ь/ | Сулфидна концентрация във втичащата се течност /mgS271/ | Сулфиден заряд /mg S2 / 1/h | Сулфидна концентрация в изтичащата течност mgS27l | Увеличаване на Thiothrix/ Beggiatoa |
| 75 | 0.3 | 140 | 525 | 14 | - |
| 15 | 1.3 | 140 | 105 | 25 | - |
| 1.5 | 13.3 | 140 | 10.5 | 0.5 | ++ |
| 15 | 1.3 | 25 | 18.8 | 2.0 | +-+ |
| 71 | 0.3 | 3.0 | 10.5 | 0.0 | ++ |
От данните на таблица Г следва, че самото време за хидравлично задържане и самата концентрация на сулфида в отпадъчната вода не определят протичането на първото аеробно пречистване. Напротив, при сулфиден заряд, по-малък от около 20 mg/S2- 1/h се получава значително увеличение на нежелателни нишкообразни бактерии, окисляващи сярата. Така, минималният сулфиден заряд по метода съгласно изобретението трябва да бъде 25 mg S/1/ h. За предпочитане е сулфидният заряд да бъде най-малко 50 mg S/1/h, а най-добре е да бъде поне 100 mg S/1/h. Обикновено не се използва сулфиден заряд, превишаващ 1000 mg S/1/h, тъй като това ще доведе до неприемливи скорости на потока. За предпочитане е силно концентрирани отпадъчни потоци да бъдат разреждани преди пречистването им.
Окисляването на сулфида при двустадийния метод може да доведе до получаване на елементарна сяра и/или сулфат, в зависимост от времето на задържане и кислородната концентрация. В повечето случаи по-благоприятно е сулфидът да се окисли до получаване на сяра, тъй като сярата може да бъде отстранена по-лесно чрез утаяване, центрофугиране или филтриране. За тази цел се използва ограничаващо количество кислород.
Окисляването на сулфида се извършва в първия аеробен реактор, който е сравнително малък по размери и има висока скорост на потока /време на задържане: от няколко десетки минути до няколко часа/, а другите окисляващи се компоненти се отстраняват до голяма степен в аеробен реактор, който е със сравни20 телно големи размери и има продължително време на задържане /например 24 h/.
Инсталацията за отделянето на елементарната сяра може да бъде поставена между двата реактора. В резултат на това се получава изтичащ поток отпадъчна вода, който е сравнително или напълно изчистен от серни съединения.
Методът съгласно изобретението може да бъде използван за анаеробна обработка на отпадъчни води, даже ако те съдържат много големи количества серни съединения, при което те до голяма степен се изчистват от серните съединения. Серните съединения се редуцират до сулфид в анаеробен реактор, след което сулфидът се отстранява чрез окисляването му до елементарна сяра, както е описано по-горе. Когато концентрацията на серни съединения във водата, която ще се обработва, е много висока, за предпочитане е част от вече пречистената вода да се върне към водата, която ще бъде пречиствана. За предпочитане е рециклиращият коефициент /отношението между количеството пречистена вода, която се връща в анаеробния реактор и количеството пречистена вода, което се отделя /освобождава/ да бъде избран така, че да поддържа съдържанието на сяра в анаеробния реактор под 800 mg S/1, а най-добре е да бъде под 500 mg S/1 и още по-добре е да бъде под 350 mg S/1.
Методът може да бъде използван за обработка на отпадъчни потоци, съдържащи различни серни съединения в почти всякакви концентрации. Серните съединения могат да бъдат неорганични серни съединения като сулфат, сулфит, тиосулфат, тетратионат, елементарна сяра и други подобни, както и органични серни съединения като серовъглерод, диалкилни сулфиди, диалкилни дисулфиди, меркаптани, сулфони, сулфоокиси, сулфонови киселини и други подобни. Методът е изключително благоприятен за обработка на води, съдържащи сулфати, сулфит или тиосулфат.
Подходящи бактерии за редуцирането на серните съединения до сулфид включват поспециално редуциращи до сяра и сулфат бактерии, като видове от рода Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfomonas, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema, Desulfosarcina, Desulfobacterium, Desulforomas. По принцип, тези бактерии се получават от различни анаеробни култури и/или бързо се разпространяват в анаеробните реактори.
В резултат на частичното рециклиране на пречистения изтичащ поток към втичащия се поток сулфидната концентрация при анаеробната обработка се намалява по такъв начин, че анаеробната флора, по-специално бактериите, произвеждащи метан, не се инхибира.
Друго предимство на това изпълнение е, че pH на частично пречистената отпадъчна вода не е необходимо да бъде намалявано с цел да се позволи отстраняването на сулфида. Нещо повече, няма нужда от газови скрубери /мокри газоочистители/, които на свой ред водят да получаването на вторични изтичащи потоци. След като бъде избран подходящ коефициент на рециклиране, може да бъде обработена всякакъв вид отпадъчна вода, имаща каквато и да е концентрация на сяра. Коефициентът на рециклиране може да варира в широки граници и може например да бъде от 1 до 10. Когато се обработва отпадъчна вода с голям серен заряд, се рециклира сравнително голяма порция пречистена вода. Така отпадъчна вода, съдържаща например 30 g/1 CO и 2 g/1 серни съединения, изчислени като сяра, могат да бъдат ефикасно обработени по метода съгласно изобретението.
Апаратурата, подходяща за осъществяването на метода за пречистване, включва реактор за анаеробна обработка, свързан с реактор за окисляването на сулфида до получаването на елементарна сяра и сепаратор за отделянето на елементарната сяра, както и средство за подаване на част от изтичащия от сепаратора поток в анаеробния реактор.
Методът за отстраняване на серните съединения може например да бъде приложен в инсталация за обработка, както схематично е представено на приложената схема 1. Съгласно схема 1 потокът на отпадъчната вода 1 се подава в анаеробен реактор 2, в който органичните замърсители се преобразуват главно в метан, а серните съединения се превръщат в сулфид. Образуваните газове се отвеждат от анаеробния реактор 2 през тръба /не е показана/. Анаеробният реактор е свързан чрез тръба 3 с реактора за окисляване 4, в който получените сулфиди се преобразуват до получаването на елементарна сяра с помощта на сяроокисляващи бактерии при такива условия /минимален сулфиден заряд, кислородна концентрация/, че окисляването непременно води до получаването на сяра. Кислородът се подава през 5 при съответно подходяща скорост. По избор реакторът може да съдържа носител за сяроокисляващите бактерии. Времето на задържане в реактора 4 е сравнително кратко / например, по-малко от 20 min/. Тръба 6 отвежда обработената вода в сепаратор 7, в който получената сяра се отделя през 8. След това обработената отпадъчна вода се разделя на поток готов продукт 10 и поток за рециклиране 11; отношението между тези два потока се регулира на 1, в съответствие със свойствата на отпадъчната вода за обработка.
При прилагането на метода съгласно изобретението, за отстраняването на тежки метални йони от вода, която съдържа серни съединения, водата се довежда до състояние да съдържа сулфидни йони, които реагират с металните йони, при което образуват метални сулфиди, а останалият сулфид се окислява до получаване на елементарна сяра в аеробен реактор с помощта на минимум сулфиден заряд, както е описано по-горе.
Сулфидните йони, които са необходими за получаването на металните сулфиди, могат да бъдат подадени във втичащия се в реактора поток. Предимството е, че сулфидните йони се образуват във водата чрез анаеробното редуциране на серните съединения, които може вече да присъстват във водата, която ще се обработва, и/или могат да бъдат добавени. Ако трябва да бъде добавено сярно съединение, предпочита се елементарната сяра.
Ill
За предпочитане в анаеробния стадий се използва отношение сяра/метал, което да е достатъчно да осигури в голяма степен завършено утаяване на тежките метали. Така всички йони на тежките метални са хванати от сулфида в анаеробния стадий.
За предпочитане е металните сулфиди и елементарната сяра, образувани по време на метода за пречистване, да се разделят заедно, например чрез утаяване, филтриране, центрофугиране или флотация.
Може да бъде желателно подаването на хранително вещество /донор на електрони/, за да се редуцират серните съединения до сулфид.
Когато се обработва вода, която не съдържа органични отпадъци, подаването на такъв донор на електрони е необходимо. В зависимост от случая могат да бъдат добавени хранители, като водород, въглероден окис, и органични съединения, като мравчена киселина, захари, мастни киселини, алкохоли, скорбяла. Ако е необходимо могат да бъдат добавени също така и хранителни елементи във вид на азот, фосфат и микроелементи.
По метода съгласно изобретението се обработва отпадъчна вода, съдържаща тежки метали, например от подпочвени води, изтичащи потоци от рудници, промишлени отпадъчни води, например, от фотографската промишленост и металургията, и изтичащи потоци от скрубери за отпадъчни газове. Тежки метали, които могат да бъдат отстранени по метода съгласно изобретението, са например всички метали, които имат произведение на ниска разтворимост на съответния сулфид, например олово, калай, бисмут, кадмий, живак, сребро, цинк, мед, никел, кобалт, желязо, манган, хром, ванадий и титан.
Времето на задържане на металния сулфид в аеробния стадий трябва да бъде достатъчно късо, за да се предотврати излишното окисляавне, а когато се извърши пълно окисляване на сулфида, металните сулфиди не могат да се съхраняват като утайка.
Когато се поддържа ниска остатъчна сулфидна концентрация в аеробния стадий /микроаерофилно сулфидно окисляване/ и в стадия на разделяне, където елементарната сяра и увеличената биомаса се разделят от водния поток, се предотвратява повторното разтваряне на металите. Тази концентрация може да варира в широки граници и може, например да бъде от 0.1 до 50 mg/Ι, за предпочитане от 1 до 10 mg сулфид/1. Поддържането на необходимата сулфидна концентрация може, например да бъде контролирано чрез измерване 5 на сулфидната концентрация или редоксипотенциала в аеробния реактор или в разделителя. Редоксипотенциалът за предпочитане е да бъде отрицателен по време на окисляването на сулфида и разделянето, напри10 мер под минус 100 mV. Установи се, че редоксипотенциалът по време на първия стадий, т.е. стадия на анаеробно редуциране на сярата, обикновено трябва да има стойност в границите на минус 200 до минус 400 mV.
Всякакви сулфидни йони, които са останали след разделителния стадий, могат да бъдат окислени, например до получаване на сулфат, чрез известните методи, например чрез аерация преди изтичането на потока.
Методът за отстраняването на тежки метали съгласно изобретението може например да бъде приложен в апаратура, каквато е изобразена схематично на приложената схема 2. Съгласно схема 2 потокът на отпадъчната вода, която ще се обработва /втичащия се поток/1, се подава в буферен/смесващ резервоар. Хранителните елементи и донори на електрони могат да бъдат подадени през 13. Течността се отстранява от буферния резервоар през 14 и се отвежда в анаеробния реактор 2, където серните съединения се редуцират до сулфид и се образуват метални сулфиди. Те се отреждат на дъното на реактор 2/не е показан/. Получените по време на този анаеробен процес газове се отвеждат през 15 в апарат за обработка на газ 16, където може да бъде осъществено изгаряне или елиминиране на H2S. Течността, съдържаща сулфид, получена в реактор 2, се отвежда през 3 до аеробния реактор 4, в който става окисляването на сулфида до получаване на елементарна сяра. През 5 в аеробния реактор 4 се подава въздух. Газът се отвежда през 17 до апарат за обработка на зловония 18.
Течността, която съдържа сярата, се отстранява от аеорбния реактор 4 през 6 и се подава в разделителя 7 за отделяне на сярата. Сярата се отделя през 8, докато пречистеният изтичащ се поток напуска разделителния апарат 7 през 10.
Резултатите, свързани със система за обработка, разработена по метода съгласно изобретението, са обобщени в таблиците Е и F по-нататък.
ι ii ΐϋΐιιιιιιι
Таблица Д
Концентрация на основни елементи при отстраняване на тежки метали
| Стадий Схема 2 | Цинк /mg/1/ | Сулфат /mg/1/ | Сулфид mg/1 | Сяра mg/1 | Етанол mg/1 | Р едоксипотен. mv |
| Втич.поток /1/ | 145 | 960 | 0 | 0 | 500 | +150 |
| а /3/ | 0.5 | 10 | 245 | 0 | 10 | -410 |
| б /6/ | <0.1 | 15 | 4 | 205 | <1 | -300 |
| Изтч.поток/10/ | <0.1 | 15 | 3 | 5 | <1 | -200 |
а = след анаеробния стадий; б = след аеробния стадий
Етанолът се добавя към втичащия се поток; образува се също така около 350 mg/Ι утайка от метален сулфид.
Таблица Е
Концентрации на други метали във втичащия се и изтичащия поток
| Метал | Във втичащия се поток mg/1 | В изтичащия поток mg/1 |
| Кадмий | 0.95 | <0.01 |
| Желязо | 25 | 0.05 |
| Олово | 46 | <0.01 |
| Мед | 0.57 | <0.02 |
| Кобалт | 0.10 | <0.015 |
| Никел | 0.10 | <0.015 |
| Манган | 7.0 | 3.5 |
| Магнезий | 15 | 7 |
| Калций | 410 | 275 |
| Алуминий | 10 | 1 |
IV. ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Пример. За да се определи отношението между сярата и/или получаването на сулфат и скоростта на зареждане на сулфидната утайка в инсталация за отстраняване на сулфид, образуването на сяра се измерва в редица ситуации на устойчиво състояние. При този експеримент в реактора се подават само сулфид и хранителни елементи, но не и ограничени съединения, така че съдържанието на азот се определя само чрез окисляващата сулфида биомаса. Резултатите са посочени на схема 3. Под 10 mgs/mg азот на h се образува само сулфат. При скорости на зареждане на утайката, превишаващи 10 mg S/mg азот на h се увеличава получаването на сяра.
Съдържанието на азот на окисляващите сулфида бактерии се измерва с помощта на модифициран келдалов метод, описан в лит.източник /5/.
Claims (25)
1. Метод за пречистване на вода, съдържаща сулфид, при който сулфидът се окислява в реактор с утайка /биомаса/, съдържаща аеробна бактерия, характеризиращ се с това, че в реактора се използва заряд от утайка с най-малко 10 mg сулфид на mg присъстващ в утайката азот за един час, като зарядът от утайка се изчислява на базата на окисляващата се
1.1 част сулфид в утайката.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че на един час се използва заряд от утайка от 20 mg сулфид на mg присъстващ в утайката азот.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че на един час се използва заряд от утайка от 35 mg сулфид на mg присъстващ в утайката азот.
4. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че използваната в реактора утайка присъства във вид на биофилми, които са свързани с носител.
5. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 4, характеризиращ се с това, че кислородната концентрация в реактора е със стойност от 0.1 до 9.0 mg/Ι, за предпочитане около 4 mg/1.
6. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 5, характеризиращ се с това, че значителна част от сулфида се окислява до елементарна сяра.
7. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 6, характеризиращ се с това, че концентрацията сулфид в изтичащия поток на аеробния реактор се поддържа в границите от 0.5 до 30 mg/1.
8. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 7, характеризиращ се с това, че се използва заряд с повърхност на сулфида от 10 g/ m2 на ден.
9. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 8, характеризиращ се с това, че се използва сулфиден заряд от 50 mg S/1. на час.
10. Метод съгласно претенция 9, характеризиращ се с това, че се използва сулфиден заряд от 100 mg S/1 на час.
11. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 10, характеризиращ се с това, че а/ една част от сулфида се окислява до елементарна сяра в първия аеробен реактор, б/ получената в стадий а/ течност, която съдържа елементарна сяра и сулфид и други състави, се подава във втори аеробен реактор, в който сярата и сулфидът се окисляват до сулфат.
12. Метод за пречистване на вода, съдържаща сулфид, характеризиращ се с това, че а/ една част от сулфида се окислява до елементарна сяра в първия аеробен реактор, използвайки сулфиден заряд от 25 mg S/1 на час, б/ получената в стадий а/ течност, която съдържа елементарна сяра и сулфид и други състави, се подава във втори аеробен 5 реактор, в който сярата и сулфидът се окисляват до сулфат.
13. Метод съгласно претенция 11 или 12, характеризиращ се с това, че в стадий а/ се използва сулфиден заряд от 50 mg S/Ι на
10 час.
14. Метод съгласно претенция 11 или 12, характеризиращ се с това, че в стадий а/ се използва сулфиден заряд 100-1000 mg S/1 на час.
15 15. Метод за анаеробна обработка на отпадъчна вода с високо съдържание на серни съединения, при който серните съединения се редуцират до сулфид по време на аеробна обработка, след което сулфидът се отстранява, характеризиращ се с това, че сулфидът се отстранява по метода съгласно всяка от претенциите от 1 до 14.
16. Метод съгласно претенция 15, характеризиращ се с това, че след отстраняване на сулфида част от пречистената вода се връща към отпадъчната вода, която подлежи на обработка.
17. Метод съгласно претенция 16, характеризиращ се с това, че порцията пречистена вода, която се рециклира, е такава, че сярното съдържание по време на анаеробната обработка се поддържа под 800 mg S/1, да предпочитане под 350 mg/1.
18. Метод съгласно всяка от претенциите от 15 до 17 за пречистване на вода, съдържаща сулфат.
19. Метод съгласно всяка от претенциите от 15 до 17 за пречистване на вода, съдържаща сулфит.
20. Метод съгласно всяка от претенциите от 15 до 17 за пречистване на вода, съдържаща тиосулфат.
21. Метод за отстраняване на йони на тежък метал от вода, която съдържа серни съединения, при който във водата се предизвиква съдържание на сулфидни йони, които реагират с йоните на метала, при което се образуват метални сулфиди, характеризиращ се с това, че останалият сулфид се окислява до елементарна сяра по време на аеробен стадий, при което се използва методът съгласно всяка една от претенциите от 1 до 14.
I II шиш
22. Метод съгласно претенция 21, ха- рактеризиращ се с това, че водата съдържа сулфидни йони в резултат на анаеробно редуциране на серни съединения, вече присъстващи във и/или добавени към водата. 5
23. Метод съгласно претенция 22, характеризиращ се с това, че по време на анаеробното редуциране се използва отношение на сяра/метал, достатъчно, за да осигури почти напълно утаяване на йоните на тежкия 10 метал.
24. Метод съгласно всяка от претенциите от 21 до 23, характеризиращ се с това, че по време на аеробния стадий се поддържа отрицателен редоксипотенциал под -100 mV.
25. Метод съгласно всяка от претенциите от 21 до 24, характеризиращ се с това, че по време на аеробния стадий се поддържа концентрация на сулфидни йони в границите от 0.1 до 50 mg/Ι, за предпочитане 1-10 mg/1.
Приложение: 3 фигури
Литература
1. NL 8801009 А.
2. ЕР 0 241 999 А.
3. WO 80/02281 А.
4. NL 8801009 А.
5. Novozamsky et al. (1983), Comm.Soil Science
15 Plant Anal. 14, 239-249.
fig -1
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9000879A NL9000879A (nl) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Werkwijze voor de zuivering van sulfidehoudend afvalwater. |
| NL9000878A NL9000878A (nl) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Werkwijze voor de zuivering van sulfidehoudend afvalwater. |
| NL9000877A NL9000877A (nl) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Werkwijze voor het anaeroob zuiveren van afvalwater met een hoog gehalte aan zwavelverbindingen en inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze. |
| NL9000880A NL9000880A (nl) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Werkwijze voor het verwijderen van zwavelverbindingen en ionen van zware metalen uit water. |
| PCT/NL1991/000059 WO1991016269A1 (en) | 1990-04-12 | 1991-04-11 | Process for the treatment of water containing sulphur compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG95615A BG95615A (bg) | 1993-12-24 |
| BG61072B1 true BG61072B1 (bg) | 1996-10-31 |
Family
ID=27483929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG95615A BG61072B1 (bg) | 1990-04-12 | 1991-12-11 | Метод за пречистване на вода, съдържаща серни съединения |
Country Status (24)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5366633A (bg) |
| EP (1) | EP0477338B1 (bg) |
| KR (1) | KR100196556B1 (bg) |
| AT (1) | ATE108422T1 (bg) |
| AU (1) | AU639561B2 (bg) |
| BG (1) | BG61072B1 (bg) |
| BR (1) | BR9105710A (bg) |
| BY (1) | BY2005C1 (bg) |
| CA (1) | CA2057861C (bg) |
| CZ (1) | CZ284751B6 (bg) |
| DE (1) | DE69102848T2 (bg) |
| DK (1) | DK0477338T3 (bg) |
| ES (1) | ES2056647T3 (bg) |
| FI (1) | FI101290B (bg) |
| HU (1) | HU213847B (bg) |
| LV (1) | LV11024B (bg) |
| NO (1) | NO302942B1 (bg) |
| PL (1) | PL168378B1 (bg) |
| RO (1) | RO108674B1 (bg) |
| RU (1) | RU2079450C1 (bg) |
| SI (1) | SI9110668B (bg) |
| SK (1) | SK280745B6 (bg) |
| WO (1) | WO1991016269A1 (bg) |
| YU (1) | YU66891A (bg) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1092152C (zh) * | 1992-05-26 | 2002-10-09 | 帕克斯 | 除去水中含硫化合物的方法 |
| GB9216457D0 (en) * | 1992-08-03 | 1992-09-16 | Wrc Plc | Treatment of sewage sludge |
| NO176837C (no) * | 1992-12-30 | 1995-06-07 | Norsk Hydro As | Fremgangsmåte for å fjerne hydrogensulfid fra oljeholdig vann |
| NL9301000A (nl) * | 1993-06-10 | 1995-01-02 | Pacques Bv | Werkwijze voor de zuivering van sulfidehoudend afvalwater. |
| FR2717460B1 (fr) * | 1994-03-21 | 1996-05-15 | Omnium Traitement Valorisa | Procédé et installation de traitement d'effluents chargés en matière organique, notamment par oxydation en milieu humide, avec recyclage interne des résidus solides. |
| NL9401036A (nl) * | 1994-06-23 | 1996-02-01 | Tno | Anaerobe verwijdering van zwavelverbindingen uit afvalwater. |
| NL9500577A (nl) * | 1995-03-24 | 1996-11-01 | Pacques Bv | Werkwijze voor het reinigen van gassen. |
| US5587079A (en) * | 1995-04-21 | 1996-12-24 | Rowley; Michael V. | Process for treating solutions containing sulfate and metal ions. |
| CN1086366C (zh) * | 1996-02-06 | 2002-06-19 | 蒂奥帕克硫系统公司 | 含有重金属离子的水的处理方法 |
| AU713082B2 (en) * | 1996-05-10 | 1999-11-25 | Paques Ipt B.V. | Process for the purification of gases containing hydrogen sulphide |
| WO1998004503A1 (en) * | 1996-07-29 | 1998-02-05 | Paques Bio Systems B.V. | Biological treatment of spent caustics |
| US6136193A (en) * | 1996-09-09 | 2000-10-24 | Haase; Richard Alan | Process of biotreating wastewater from pulping industries |
| EP0845288A1 (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-03 | Thiopaq Sulfur Systems B.V. | Process for biological removal of sulphide |
| RU2107042C1 (ru) * | 1997-01-22 | 1998-03-20 | Галина Александровна Шугина | Способ очистки загрязненных подземных вод |
| US5705072A (en) * | 1997-02-03 | 1998-01-06 | Haase; Richard Alan | Biotreatment of wastewater from hydrocarbon processing units |
| DE19716939C2 (de) * | 1997-04-23 | 2002-06-27 | Bernd Diering | Verfahren und Abwasserbehandlungsanlage zur biologischen Aufbereitung von farbstoffhaltigen Abwässern aus der Textil- und Lederindustrie |
| US6852305B2 (en) * | 1998-11-16 | 2005-02-08 | Paques Bio Systems B.V. | Process for the production of hydrogen sulphide from elemental sulphur and use thereof in heavy metal recovery |
| DE10221362C5 (de) * | 2002-05-07 | 2009-05-07 | Friedrich, Michael, Dipl.-Ing. | Verfahren zur Oxidation von in Abwasser gelöstem Sulfid |
| AP1798A (en) * | 2002-05-17 | 2007-11-24 | Water Res Commission | A process for treating water. |
| US20080190844A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Richard Alan Haase | Methods, processes and apparatus for biological purification of a gas, liquid or solid; and hydrocarbon fuel from said processes |
| US20110024351A1 (en) * | 2008-02-13 | 2011-02-03 | Albert Joseph Hendrik Janssen | Method and apparatus for biological treatment of spent caustic |
| US8277648B2 (en) | 2010-05-24 | 2012-10-02 | Safe Mines And Waterways, Llc | Remediation system for transition metal ions and method for same |
| US20130157334A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-20 | Shell Oil Company | Process for converting a lignocellulosic biomass |
| JP6164102B2 (ja) * | 2014-01-24 | 2017-07-19 | 新日鐵住金株式会社 | 排水処理方法 |
| BR112016017093B1 (pt) * | 2014-02-03 | 2022-10-11 | Paqell B.V | Processo para conversão biológica de bissulfeto em enxofre elementar |
| EP3169633B1 (en) * | 2014-07-18 | 2022-07-06 | Water Research Commission | Method for the treatment of sulphate containing waste water |
| CN108602704B (zh) * | 2016-04-20 | 2022-01-18 | 环球油品公司 | 用于含硫化氢的废水和地下水的生物硫化物氧化的非汽提式生物反应器 |
| US10538444B2 (en) * | 2016-12-21 | 2020-01-21 | Uop Llc | Digestion of elemental sulfur in bioreactor during biological oxidation of sulfide in wastewater and groundwater |
| CA3134120A1 (en) | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Aquacycl Llc | Scalable continuous flow microbial fuel cells |
| BR112021000948A2 (pt) * | 2018-07-19 | 2021-04-20 | Stora Enso Oyj | processo para controlar os níveis de sódio e enxofre em uma fábrica de celulose |
| US11552322B2 (en) | 2018-07-24 | 2023-01-10 | Aquacycl, Inc. | Branched anodes for microbial fuel cells |
| EP3931311A4 (en) * | 2019-02-27 | 2022-12-14 | Aquacycl LLC | SCALABLE FLOATING MICRO-AERATION UNIT, DEVICES AND METHODS |
| US11604482B2 (en) | 2020-03-16 | 2023-03-14 | Aquacycl, Inc. | Fluid flow control for water treatment systems |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7908138A (nl) * | 1979-11-07 | 1981-06-01 | Gist Brocades Nv | Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager. |
| NL8006094A (nl) * | 1980-11-07 | 1982-06-01 | Landbouw Hogeschool | Werkwijze voor het zuiveren van afvalwater en/of afvalwaterslib. |
| US4537682A (en) * | 1982-01-29 | 1985-08-27 | Environmental Research & Technology | Activated sludge wastewater treating process |
| US4584271A (en) * | 1983-09-28 | 1986-04-22 | Joy Manufacturing Company | Bacterial regeneration apparatus and process |
| US4522723A (en) * | 1984-06-01 | 1985-06-11 | Kerr-Mcgee Corporation | Process for the removal and recovery of heavy metals from aqueous solutions |
-
1991
- 1991-04-11 BR BR9105710A patent/BR9105710A/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-04-11 KR KR1019910701830A patent/KR100196556B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-04-11 AT AT91907891T patent/ATE108422T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-04-11 WO PCT/NL1991/000059 patent/WO1991016269A1/en active IP Right Grant
- 1991-04-11 CA CA 2057861 patent/CA2057861C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-11 RO RO148928A patent/RO108674B1/ro unknown
- 1991-04-11 AU AU76837/91A patent/AU639561B2/en not_active Ceased
- 1991-04-11 ES ES91907891T patent/ES2056647T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-11 PL PL91293028A patent/PL168378B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1991-04-11 DE DE69102848T patent/DE69102848T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-11 HU HU913895A patent/HU213847B/hu not_active IP Right Cessation
- 1991-04-11 RU SU915010587A patent/RU2079450C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1991-04-11 DK DK91907891T patent/DK0477338T3/da active
- 1991-04-11 US US07/775,991 patent/US5366633A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-11 EP EP91907891A patent/EP0477338B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-12 SK SK1039-91A patent/SK280745B6/sk unknown
- 1991-04-12 CZ CS911039A patent/CZ284751B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1991-04-12 YU YU66891A patent/YU66891A/sh unknown
- 1991-04-12 SI SI9110668A patent/SI9110668B/sl unknown
- 1991-12-02 FI FI915681A patent/FI101290B/fi not_active IP Right Cessation
- 1991-12-06 NO NO914804A patent/NO302942B1/no unknown
- 1991-12-11 BG BG95615A patent/BG61072B1/bg unknown
-
1993
- 1993-06-28 LV LVP-93-710A patent/LV11024B/lv unknown
- 1993-11-18 BY BY1319A patent/BY2005C1/xx unknown
- 1993-12-15 US US08/166,840 patent/US5449460A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BG61072B1 (bg) | Метод за пречистване на вода, съдържаща серни съединения | |
| EP0051888B1 (en) | Process for the purification of waste water and/or waste water sludge | |
| RU2178391C2 (ru) | Способ обработки воды, содержащей ионы тяжелых металлов | |
| Hulshoff et al. | New developments in reactor and process technology for sulfate reduction | |
| du Preez et al. | Biological removal of sulphate from industrial effluents using producer gas as energy source | |
| CZ324995A3 (en) | Process of treating waste water containing sulfide | |
| FR2586411A1 (fr) | Procede et dispositif pour la reduction de la toxicite des sulfites | |
| US5518619A (en) | Process for removing sulphur compounds from water | |
| SK104893A3 (en) | Method for removing sulphur compounds from water | |
| US8828230B2 (en) | Wastewater treatment method for increasing denitrification rates | |
| JP2799247B2 (ja) | 水から硫黄化合物を除去する方法 | |
| Holm Kristensen et al. | Biological denitrification of waste water from wet lime–gypsum flue gas desulphurization plants | |
| JP2603392B2 (ja) | 硫黄化合物含有水の処理方法 | |
| PL169170B1 (pl) | Sposób usuwania jonów metali ciężkich z wody zawierającej związki siarki | |
| PL169127B1 (pl) | Sposób beztlenowego oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości związków siarki | |
| Rein | Biological sulphide oxidation in heterotrophic environments | |
| LT3624B (en) | Process for the treatment of water containing sulphur compounds | |
| NL9000880A (nl) | Werkwijze voor het verwijderen van zwavelverbindingen en ionen van zware metalen uit water. | |
| NL9201268A (nl) | Werkwijze voor het verwijderen van zwavelverbindingen uit water. | |
| NL8601262A (nl) | Gelijktijdige oxydatie van gereduceerde s en n verbindingen. |