CN103601262A - 一种利用给水厂污泥去除废水中硫化氢的吸附柱方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用给水厂污泥去除废水中硫化氢的吸附柱方法，属于水处理技术领域。其特征在于基于干化、破碎、研磨和混匀后的净水厂污泥构建的吸附柱从上往下主要包括上部段、中间段和底部段。含有硫化氢的废水通过构建的吸附柱，即可有效的去除废水中的硫化氢，去除率在95％以上。该方法具有流程简单、成本低廉、稳定性好、环境友好以及效果优异等特点；同时解决了净水厂污泥的出路问题，有利于实现“以废治废”的目标，符合循环经济和可持续发展的理念。

Description

一种利用给水厂污泥去除废水中硫化氢的吸附柱方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体为一种利用给水厂污泥去除废水中硫化氢的吸附柱方法。
背景技术
废水中的硫化氢主要存在H2S、HS-和S2-三种形态，对人类和水生生物都具有非常大的毒性危害，而硫化氢与沉积物中的金属氧化物结合时，会削弱沉积物对磷的固定能力，促进内源磷的释放，加剧水体的富营养化。因此，选择一种有效的方法去除废水中的硫化氢对水环境治理十分重要。
从已经公开的专利来看，目前去除硫化氢的常用方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法。物理方法包括气提法、吸附法和絮凝法等，如：申请(专利)号为01805560.5公开了一种将有机化合物转为沼气后，用气提系统去除硫化物的方法；申请(专利)号为200910216536.6公开了一种高压氧化低压吹脱去除硫化物的方法；申请(专利)号为200510048607.8公开了一种以氧化铝厂赤泥为主要材料制备硫化氢吸附剂的方法；申请(专利)号为200910044304.7公开了一种采用酸化-铁盐絮凝沉淀进行预处理来去除高pH、高硫化物、高氨氮、高化学需氧量废水中硫化物的方法。
化学氧化法是利用氧化剂将废水中的硫离子氧化成单质硫或硫酸盐来去除硫化氢。常用的方法包括空气氧化、湿式氧化、超临界水氧化等，如：申请(专利)号为03153325.6公开了一种以含铁化合物为催化剂，空气作为氧化剂去除硫化物的方法；申请(专利)号为200810142572.8公开了一种利用由铁离子和乙二胺四乙酸组成的催化系统催化氧化去除硫化氢的方法和装置；申请(专利)号200910083867.7公开了一种制作含铁硫化氢去除剂及气体中硫化氢的去除方法；申请(专利)号为201210452317.X公开了一种微氧化法去除废水、废气中硫化氢及回收单质硫的装置与方法；申请(专利)号为201210567540.9公开了一种利用氯气氧化去除工业污水中硫化物和有机物的方法；申请(专利)号为201310202681.5公开了一种利用氯气氧化处理高硫化物、高盐分、高化学需氧量工业废水的方法。
生物法是利用微生物将硫化物氧化成单质硫或硫酸盐来去除硫化氢，如：申请(专利)号为200610020023.4公开了一种利用光合硫细菌去除硫化氢的方法；申请(专利)号为200710072195.0公开了一种利用硫自养反硝化菌和异养反硝化菌同步去除废水中硫化物和硝酸盐的方法及反应器；申请(专利)号为200910049659.5公开了一种利用微生态学原理去除沼气中硫化氢、二氧化碳和氨气的方法和生物装置；申请(专利)号为201210081041.9公开了一种以生物活性炭纤维为填料作为脱硫菌载体去除硫化氢的方法；申请(专利)号为201310012017.4公开了一种两段式沼气生物脱硫装置。
由以上专利可以看出，去除硫化氢方法的研究越来越受到重视。净水厂污泥是给水处理过程中的安全副产物，主要由铁铝氧化物(氢氧化物)或CaCO3以及和活性碳和原水中杂志等组成，这些铁铝产物在净水厂污泥中主要以无定形态形式存在，具有很强的硫化氢吸附能力。因此，可以用净水厂污泥作为吸附剂去除废水中的硫化氢，实现“废物利用和以废制废”的目的。
发明内容
本发明提供了一种利用给水厂污泥去除废水中硫化氢的吸附柱方法。
本发明利用净水厂污泥构建吸附柱去除废水中硫化氢的具体技术方案如下：
1)将净水厂污泥干化、破碎、研磨和混匀制成填充材料；
2)构建的吸附柱为密封结构，包括底部段、中间段和上部段，在底部段和上部段设有接水口；
3)将干净的石粒装入底部段和上部段的柱子内；
4)将步骤1)中的净水厂污泥填装到每段将柱子内；
5)将步骤4)中填装好的吸附柱用法兰连接，便于吸附柱的拆卸组装和更换新的净水厂污泥。根据废水处理量以及废水中硫化氢的浓度，可增加或减少中间段的长度。
6)将含有硫化氢的废水通入步骤5)中构建好的吸附柱即可去除硫化氢。
本发明的优点和有益成果体现在：
1)本发明的原材料为净水厂污泥，属于净水厂生产过程的安全副产物，具有分布广泛，易于获取，便于利用等优点；
2)本发明的工艺流程简单、成本低、效率高、操作方便；
3)本发明利用净水厂污泥作为有害物质硫化氢的吸附剂，有利于实现“以废治废”的目标，符合循环经济的发展要求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限制。在附图中：
图1本发明实施例中基于净水厂污泥构建的吸附柱结构图；
图2本发明实施例中净水厂污泥吸附硫化氢前后硫含量图；
图3本发明实施例中净水厂污泥吸附硫化氢前后电镜分析图；
图4本发明实施例中净水厂污泥吸附硫化氢前后差热重量及差示扫描热量分析图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
以北京市某净水厂的污泥为原料，该污泥中铁和铝的含量分别为100和50mg g-1。净水厂污泥干化、破碎、研磨、混匀制作成为吸附柱的填充材料。硫化氢吸附柱内径为10cm，高度100cm，柱子的底部段和上部段长度为30cm，中间段的2部分长度均为20cm。在柱子底部段和上部段设有内径为1cm水口，吸附柱的不同部分采用外径为15cm的圆形法兰盘链接。将干净的石粒填装到柱子的底部段和上部段，填装高度均为10cm，然后用准备好的净水厂污泥将每段吸附柱填装满(图1)。每段柱子的上、下端分别放入100目的尼龙网以防止污泥流失，然后将填装好的柱子进行链接组装。将含有一定浓度的硫化氢废水通过构建好的吸附柱，即可以有效的去除污水中的硫化氢。
当废水中的硫化氢浓度为400mg L-1(以硫元素计)，pH为8.2时，吸附硫化氢后柱子内每克净水厂污泥中硫的总量增加了32.44mg(图2)，并且在1个月内污水中的硫化氢去除率均保持在95％以上。电镜分析的结果表明柱子内的净水厂污泥吸附硫化氢前后的无明显差异(图3)，这表明硫化氢的吸附对净水厂污泥的结构影响较小。差热重量分析和差示扫描量热分析表明，吸附的硫化氢主要被氧化成硫酸根和元素硫，并且以硫酸根(亚硫酸)为主(图4)。
需要强调的是，上述实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明只是对本发明说明性的，而不是对发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用给水厂污泥去除废水中硫化氢的吸附柱方法，其技术原理如下：基于净水厂污泥构建的硫化氢吸附柱主从上往下主要包括上部段、中间段和底部段。含有硫化氢的废水通过吸附柱后，硫化氢即可被有效去除。
2.根据权利要求1所述的去除硫化氢的方法，其特征在于硫化氢吸附柱是密封性的；
3.根据权利要求1所述的去除硫化氢的方法，其特征在于吸附柱的不同部分采用法兰盘连接；
4.根据权利要求1所述的去除硫化氢的方法，其特征在于根据废水量，可增减吸附柱中间段的长度；
5.根据权利要求1所述的去除硫化氢的方法，其特征在于吸附柱的底部和上部填装有干净的石粒；
6.根据权利要求1所述的去除硫化氢的方法，其特征在于每段吸附柱内填充材料为净水厂污泥；
7.根据权利要求1所述的去除硫化氢的方法，其特征在于上下进水都可以有效的去废水中硫化氢。
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