LT3624B - Process for the treatment of water containing sulphur compounds - Google Patents

Process for the treatment of water containing sulphur compounds Download PDF

Info

Publication number
LT3624B
LT3624B LTIP1556A LTIP1556A LT3624B LT 3624 B LT3624 B LT 3624B LT IP1556 A LTIP1556 A LT IP1556A LT IP1556 A LTIP1556 A LT IP1556A LT 3624 B LT3624 B LT 3624B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
sulfide
sulfur
reactor
process according
charge
Prior art date
Application number
LTIP1556A
Other languages
Lithuanian (lt)
Inventor
Cees Jan Nico Buisman
Original Assignee
Pacques Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pacques Bv filed Critical Pacques Bv
Publication of LTIP1556A publication Critical patent/LTIP1556A/en
Publication of LT3624B publication Critical patent/LT3624B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/06Aerobic processes using submerged filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/06Preparation of sulfur; Purification from non-gaseous sulfides or materials containing such sulfides, e.g. ores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/345Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used for biological oxidation or reduction of sulfur compounds
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

Water contg. sulphides is purified by oxidising in a reactor using sludge contg. aerobic bacteria. The sludge load (w.r.t. the sulphide oxidising part of the sludge) is at least 10 mg sulphide per Mg N in the sludge per hr.. Pref. the sludge load is at least 20 mg (at least 35 mg) sulphide per mg N. The sludge is in the form of biofilms bound to a carrier. The O2 concn. in the reactor is 0.1-9.0 (4) mg/l. The sulphide concn. in the effluent is kept at 0.5-30 mg/l. The sulphide surface load is at least 10 g/sq. m. The sulphide load is at least 50 (at least 100) mg S/l.h. In a two-stage process sulphide is (partially) oxidised to S and then, in a second reactor S and remaining sulphide oxidised to sulphate. The first oxidn. pref. uses a sulphide load of at least 26 mg S/l.h. (at least 50) (100-1000) mg S/l.h. S cpds. may first be anaerobically reduced to sulphide. The S cpds. are esp. sulphates, sulphites or thiosulphate. Purified water may be recycled to keep the S content below 800 (below 350) mg/l during anaerobic treatment.

Description

Šis išradimas priskiriamas nutekamųjų vandenų perdirbimo sričiai. Būtent, šis išradimas skirtas vandens, turinčio savo sudėtyje sulfido arba aukštesnių oksidacijos laipsnių sieros junginių, tokių kaip sulfato, sulfido arba tiosulfato perdirbimo būdui, be to, tame vandenyje taip pat gali būti organinė medžiaga.The present invention relates to the field of waste water recycling. In particular, the present invention relates to a process for the processing of water containing sulfur compounds or higher oxidation sulfur compounds such as sulfate, sulfide or thiosulfate, and may also contain organic matter.

Pagal šio išradimo būdą sieros junginiai oksiduojami reaktoriuje su pulpa (biomase), kurioje yra aerobinių bakterijų. Be to, išradimas skirtas sunkiųjų metalų pašalinimui iš nuotakų, nusodinant tuos sunkiuosius metalus sulfidų pavidalų.According to the process of the present invention, sulfur compounds are oxidized in a pulp (biomass) reactor containing aerobic bacteria. The invention further relates to the removal of heavy metals from sewage by precipitation of these heavy metals in the form of sulfides.

Sieros junginių, tokių kaip sulfido, buvimas nutekamuosiuose vandenyse sukelia daug neigiamų pasekmių, tokių kaip:The presence of sulfur compounds such as sulfide in wastewater has many negative consequences, such as:

- korozinį poveikį plienui ir betonui;- corrosive effects on steel and concrete;

- didelį cheminį poreikį deguoniui (CHPD), dėl kurio, įtekėjus nutekamiesiems vandenims, sumažėja deguonies priimančiame vandens baseine, be to, aplinkos užteršimą ir/arba didelius mokesčius už aplinkos teršimą;- a high chemical demand for oxygen (CHPD), which results in a reduction of effluent run-off into the oxygen receiving water basin, in addition to environmental pollution and / or high environmental pollution charges;

- toksiną poveikį žmogui ir gyvūnams;- Toxic effects in humans and animals;

- stiprų nemalonų kvapą.- strong unpleasant odor.

Nors sulfidą iš nutekamųjų vandenų galima pašalinti chemiškai oksiduojant, desorbuojant ir nusodinant, biologiniai valymo metodai jau tapo reikšmingesni. Biologiškai sulfidą galima pašalinti, naudojant fototropines sieros bakterijas (taip pat susidaro siera), o taip pat naudojant denitrifikuojančias bakterijas. Taip pat sulfidas gali .virsti sulfatu aktyvuotoje pulpoje bakterijų, vartojančių deguonį, dėka. Sieros susidarymas, taikant vartojančias deguonį bakterijas, turi privalumų, palyginus su fototropinių bakterijų paLT 3624 B naudojimu, nes aerobinis virtimas vyksta žymiai greičiau negu anaerobinis (fototropinis) virtimas, o ir šviesos padavimas tankios dujinės aplinkos sieros reaktoriui nėra lengvas uždavinys, tuo tarpu deguonis gali būti tiekiamas aerobiniam reaktoriui paprastu būdu be problemų. Denitrifikuojančių bakterijų atveju būtinas nitratas.Although sulfide can be removed from wastewater by chemical oxidation, desorption and precipitation, biological treatment methods have become more significant. Biologically, sulfide can be removed by using phototropic sulfur bacteria (also producing sulfur) as well as by denitrifying bacteria. Also, sulfide can be converted into sulfate-activated pulp by bacteria that use oxygen. The formation of sulfur using oxygen consuming bacteria has advantages over the use of phototropic bacteria paLT 3624 B, since aerobic conversion is much faster than anaerobic (phototropic) conversion, and providing light to a dense gaseous sulfur reactor is not an easy task, whereas oxygen can to be supplied to an aerobic reactor in a simple manner without problems. For denitrifying bacteria, nitrate is required.

Sulfido pavertimo siera, o ne sulfatu privalumai:Advantages of converting sulfide to sulfur instead of sulfate:

- reikia žymiai mažiau deguonies ir, tuo pačiu, žymiai mažiau sunaudojama energijos;- Significantly less oxygen consumption and, at the same time, significantly lower energy consumption;

- procesas vyksta žymiai greičiau;- the process is much faster;

- gaminama mažesnė biologinė pulpa;- reduced biological pulp production;

- nesusidaro sulfatas ar tiosulfatas;- no sulphate or thiosulphate is formed;

- galima pakartotinai panaudoti sierą.- sulfur recovery is possible.

Sulfido pašalinimo iš nutekamųjų vandenų būdas, oksiduojant sulfidą iki elementinės sieros, yra žinomas (Niderlandų patentinė paraiška Nr. 8801009), kur sieros susidarymas gali būti pagreitinamas, paduodant mažiau deguonies negu būtina sulfato susidarymui. Nors, taikant šį žinomą būdą, susidaro nemaži sieros kiekiai, tačiau būtina gerinsi šį būdą tirpių sieros junginių, tokių kaip sulfido ir sulfato susidarymo sumažinimui iki minimumo.A method for removing sulfide from wastewater by oxidizing sulfide to elemental sulfur is known (Dutch Patent Application No. 8801009), where sulfur formation can be accelerated by supplying less oxygen than is necessary for sulfate formation. Although this known process produces significant amounts of sulfur, it is necessary to improve this process to minimize the formation of soluble sulfur compounds such as sulfide and sulfate.

Kita problema, susijusi su biologinėmis nutekamųjų vandenų perdirbimo sistemomis yra ta, kad sulfatas turi neigiamos įtakos valymo efektyvumui ir pulpos išlaikymui, valant nutekamuosius vandenis aerobiniu būdu, kurio pagrindą sudaro aktyvuotas pulpos taikymas. Viena iš priežasčių yra ta, kad besioksiduojantis sulfidas gali inicijuoti pluoštinių bakterijų, tokių kaip Thiothrix ir Beggiatoa dauginimąsį perdirbimo įrenLT 3624 B giniuose. Šios pluoštinės bakterijos neleidžia pulpai efektyviai nusėsti, todėl pulpa išplaunama (sumažėja tūris). Šis reiškinys turi dvi neigianas pasekmes:Another problem with biological wastewater recycling systems is that sulphate adversely affects treatment efficiency and pulp retention by aerobic treatment of wastewater based on activated pulp application. One reason is that oxidizing sulfide can initiate the proliferation of fibrous bacteria, such as Thiothrix and Beggiatoa, in the digestion plant 3624 B. These fibrous bacteria do not allow the pulp to settle efficiently, causing the pulp to be washed (volume reduced). This phenomenon has two negative consequences:

a: sumažėja nutekamųjų vandenų perdirbimo įrenginio efektyvumas ir tuo pačiu valymo produktyvumas;a: reduces the efficiency of the waste water treatment plant and thus the efficiency of the treatment;

b: padidėja mokesčiai dėl junginių, turinčių didelį poreikį deguoniui įkrovos padidėjimo, išplovus pulpą.b: Increases in charges due to an increase in the charge of compounds with high oxygen demand after leaching the pulp.

Esant dideliems kitų sieros junginių kiekiams, pavyzdžiui, daugiau kaip 350-500 mg/1 sieros arba, esant sieros ir nutekamųjų vandenų poreikio deguoniui santykiui (CHPD/S) mažiau už 10, atsiranda sunkumų, anaerobiškai perdirbant nutekamuosius vandenis, nes susidaręs sulfidas inhibuoja gaminančias metalą bakterijas. Vienok, anaerobinis nutekamųjų vandenų valymas bendrai turi privalumų, palyginus su aerobiniu valymu: mažai suvartojama energijos, pulpa nedaug padidėja, gaunamas metanas ir t.t. Taigi, reikia tokio būdo, kuriame organiniai nuotakai būtų valomi anaerobiškai, esant netgi dideliam sieros junginių kiekiui juose.High levels of other sulfur compounds, such as more than 350-500 mg / l sulfur or less than 10 sulfur to waste water oxygen demand (CHPD / S), cause difficulties in anaerobic digestion of wastewater because the sulfide formed inhibits metal bacteria. However, anaerobic wastewater treatment has the overall advantages over aerobic treatment: low energy consumption, low pulp growth, methane recovery, etc. Thus, there is a need for anaerobic treatment of organic sewage, even at high sulfur content.

Anaerobinio nutekamųjų vandenų, turinčių savo sudėtyje sieros junginių, perdirbimo būdas yra žinomas (Europos patentinė paraiška Nr. 0241999, kur nutekamieji vandenys, kuriuose yra sulfato, valomi anaerobiniu būdu, redukuojant sulfatą iki sulfido. Sulfidas po to pašalinamas iš nutekamųjų vandenų sieros vandenilio (H2S) pavidalu. Šio būdo trūkumai yra tie, kad būtina matuoti (reguliuoti) pH, pašalinant sulfidą iš vandens pakankamu laipsniu, ir tai, kad sieros vandenilis po to turi būti atskiriamas nuo metano ir bet kurių kitų dujų, tuo būdu susidaro nuotakai, kurių negalima pritaikyti paprastai. Be to, jei sulfidinė įkrova yra didelė, anaerobinės bakterijos gali intoksikuotis.A method of recycling anaerobic wastewater containing sulfur compounds is known (European Patent Application No. 0241999, wherein wastewater containing sulphate is purified by anaerobic reduction of sulphate to sulphide. The sulphide is then removed from the wastewater 2 S) The disadvantages of this method are that it is necessary to measure (adjust) the pH by removing the sulfide from the water to a sufficient degree, and that the hydrogen sulphide must then be separated from the methane and any other gas, thereby forming a brine, which can not be easily applied, moreover, if the sulfide charge is high, anaerobic bacteria can be poisoned.

Bendrai yra žinoma, kad sunkieji metalai net labai mažomis koncentracijomis yra. nepageidautini dėl didelio jų toksiškumo žmogui ir gyvūnams. Įprasti pašalinimo metodai, tokie kaip hidroksidų sudarymas ir atskyrimas, grįžtamas osmosas ir jonopakeitimas yra sudėtingi ir neduoda pageidaujamo rezultato.It is common knowledge that heavy metals are present even in very low concentrations. undesirable because of their high toxicity to humans and animals. Conventional removal methods such as hydroxide formation and separation, reversible osmosis, and ion exchange are complex and do not produce the desired result.

Sieros junginių ir sunkiųjų metalų jonų pašalinimo būdas yra žinomas (Tarptautinė patentinė paraiškaThe method for removing sulfur compounds and heavy metal ions is known (International Patent Application

W080/02281).WO80 / 02281).

Šiame būde redukuojančios sulfatą bakterijos auginamos fermentatoriuose, esant maitinamam tirpalui ir daliai perdirbamų nutekamųjų vandenų, o vandeninis gauto sulfido tirpalas paduodamas į nusodintuvą kartu su likusiu nutekamųjų vandenų tūriu. Metalų sulfidai nusodintuve nusėdę dribsnių pavidalu, ypač, kai nutekamuosiuose vandenyse yra geležies (III) jonų.In this method, sulfate-reducing bacteria are grown in fermentors in the presence of a nutrient solution and a portion of the recycled sewage, and the aqueous solution of the resulting sulfide is fed to the settler along with the remaining volume of the effluent. The sulphides of metals are deposited in the form of flakes in the precipitator, especially when iron (III) ions are present in the effluent.

Metalų, kuriuos galima nusodinti tarpe paminėtas švinas, gyvsidabris, kadmis, geležis, varis, nikelis, cinkas, kobaltas, manganas ir sidabras. Tačiau šiuo būdu negalima visiškai pašalinti sulfato ir/arba sulfido.The metals which can be deposited include lead, mercury, cadmium, iron, copper, nickel, zinc, cobalt, manganese and silver. However, sulfate and / or sulfide cannot be completely eliminated in this way.

Rasta, kad sieros susidarymas gali būti pagreitinamas, taikant vandens, turinčio sulfido, valymo būdą, kuriame sulfidas oksiduojamas reaktoriuje, naudojant pulpą su aerobinėmis bakterijomis, o aerobiniame reaktoriuje palaikoma minimali sulfido įkrova.It has been found that sulfur formation can be accelerated by a method for purifying sulfur-containing water, wherein the sulfide is oxidized in the reactor using a slurry of aerobic bacteria and the sulfide charge is kept to a minimum in the aerobic reactor.

Pirmu šio išradimo aspektu būdas skiriasi tuo, kad pulpos įkrovą reaktoriuje sudaro bent 10 mg sulfido/mg azoto, esančio pulpoje per valandą, pulpos įkrova apskaičiuojama oksiduojančios sulfidą biomasės dalimi.In a first aspect of the present invention, the process is characterized in that the pulp charge in the reactor is at least 10 mg sulfide / mg nitrogen per hour in the pulp, the pulp charge being calculated as a fraction of the sulfide oxidizing biomass.

Sekančiu aspektu būdas vykdomas dviem stadijomis, pirmoje stadijoje bent dalį sulfido iki elementinės sieros pirmame aerobiniame reaktoriuje su minimalia sulfido įkrova, o antroje stadijoje toliau oksiduojant iki sulfato antrame aerobiniame reaktoriuje.In another aspect, the process is carried out in two steps, the first step comprising at least a portion of the sulfide to elemental sulfur in the first aerobic reactor with minimal sulfide loading, and in the second step further oxidizing to the sulfate in the second aerobic reactor.

Kitu išradimo aspektu būdas taikomas, turinčio didelius sieros junginių kiekius, perdirbimui, kur sieros junginiai pradžioje redukuojami iki sulfido anaerobiniu būdu, o gautas sulfidas po to oksiduojamas aerobiniame reaktoriuje su minimalia sulfido įkrova.In another aspect of the invention, the process is applicable to the recycling of high sulfur compounds, wherein the sulfur compounds are initially reduced to sulfide anaerobically and the resulting sulfide is then oxidized in an aerobic reactor with a minimal sulfide charge.

Dar kitu išradimo aspektu būdas taikomas sunkiųjų metalų jonų pašalinimui, kuriame vanduo, turintis sulfido jonų, reaguoja su sunkiųjų metalų jonais, susidarant metalų sulfidams, o po to nusėdęs sulfidas oksiduojamas iki elementinės sieros aerobiniame reaktoriuje su minimalia sulfidine aerobinio reaktoriaus įkrova.In yet another aspect of the invention, the method is used for the removal of heavy metal ions, wherein water containing sulfide ions reacts with heavy metal ions to form metal sulfides, and then precipitated sulfide is oxidized to elemental sulfur in an aerobic reactor with minimal sulfide aerobic reactor charge.

Būtina minimali sulfido įkrova pagal išradimo būdą geriau išreiškiama, kaip sulfido pulpos įkrovos, t. y. esančio aerobiniame reaktoriuje sulfido kiekio per laiko vienetą santykis su bakterijų pulpos mase, kuri oksiduoja sulfidą. Pulpos įkrovą sudaro bent 10 mg S/mg N per valandą. Čia bakterijų kiekis (biomasė) nustatomas pagal azoto kiekį jose. Nustatyta, kad, kai sulfido pulpos įkrova yra mažesnė negu 10 mg S/mg N per valandą, susidaro beveik vien tik sulfatas, kuris aplamai nėra pageidaujamas, nes sulfato negalima atskirti atitinkamu būdu nuo ištekančio perdirbamo srauto, o tuo tarpu elementinė siera, kuri susidaro, esant didesnėms pulpos įkrovoms, gali būti lengvai atskirta. Geriau, kai pulpos įkrova sudaro bent 20 mg S/mg N per vai., o dar geriau - bent 30 mg S/mg N per vai. Daugeliu atvejų, esant pulpos įkrovai apie 35 mg S/mg N per vai. ir daugiau, gaunama vien tik elementinė siera.The required minimum sulfide charge according to the process of the invention is better expressed as the sulfide pulp charges, i. y. ratio of the amount of sulfide present in the aerobic reactor per unit time to the mass of the bacterial pulp that oxidizes the sulfide. The pulp charge shall be at least 10 mg S / mg N per hour. Here the bacterial content (biomass) is determined by the nitrogen content. It has been found that when the sulphide pulp charge is less than 10 mg S / mg N per hour, almost exclusively sulphate is produced, which is generally undesirable, because sulphate cannot be separated in an appropriate way from the effluent recycled, whereas elemental sulfur is formed. can be easily separated at higher pulp loads. Preferably, the pulp loading is at least 20 mg S / mg N per hour, and more preferably at least 30 mg S / mg N per hour. In most cases, with a pulp charge of about 35 mg S / mg N per hour. and more, only elemental sulfur is obtained.

Šiame išradime sulfidas apima visus dvivalentės sieros organinius joninius ir nejoninius junginius, tokius kaip sulfidą (S2 ) , hidrosulfidą (HS_) , vandenilio sulfidą (H2S) ir atitinkamas polisulfidines medžiagas.The present invention includes all the sulfide sulfur divalent ionic and non-ionic organic compounds, such as sulphide (S 2), hydrosulfide (HS _), hydrogen sulfide (H 2 S) and the corresponding polysulphide material.

Nutekamuoju vandeniu yra bet koks skystis vandens pagrindu, turintis bent vieną komponentą, tokį kaip sieros junginys, kuris turi būti pašalinamas iš jo.Waste water is any liquid based on water that has at least one component such as a sulfur compound that must be removed from it.

Aerobinio reaktoriaus pulpoje yra oksiduojančių sierą bakterijų, pavyzdžiui, Thiobacillus ir Thiomicrospira, rūšių.The aerobic reactor pulp contains sulfur-oxidizing species such as Thiobacillus and Thiomicrospira.

Šiame būde naudojama pulpos įkrova gali būti gaunama, pasirenkant atitinkamų nutekamųjų vandenų sulaikymo aerobiniame reaktoriuje laiką arba kitus parametrus, tokius kaip pulpos kieki reaktoriuje, sulfido koncentraciją arba deguonies koncentraciją nutekamuosiuose vandenyse.The pulp charge used in this process may be obtained by selecting the time of retention of the respective effluent in the aerobic reactor or other parameters such as pulp volume in the reactor, sulfide concentration or oxygen concentration in the effluent.

Nustatyta, kad deguonies koncentracija nėra šio išradimo būdo kritinis parametras. Ji gali būti plačiame diapazone ir yra geriau 0,1-9,0 mg O2 ribose, o dar geriau sudaro apytiksliai 4 mg O2 litrui medžiagos, esančios reaktoriuje.Oxygen concentration has been found not to be a critical parameter of the present invention. It may be in a wide range and is preferably in the range of 0.1 to 9.0 mg O 2 , more preferably about 4 mg O 2 per liter of material present in the reactor.

Šio išradimo būde pulpos įkrova yra netikėtai didelė, palyginus su žinomais būdais. Tai parodyta A lentelėje. Įprastuose aerobiniuose procesuose pulpos Įkrova sudaro mažiau 0,1 mg S/mg per vai.In the method of the present invention, the pulp loading is unexpectedly high compared to known methods. This is shown in Table A. In normal aerobic processes, the pulp charge is less than 0.1 mg S / mg per hour.

Lentelė ATable A

Sulfido pulpos įkrova (mg S/mg per vai.) Sulphide pulp loading (mg S / mg per hour) Sieros išeiga procentais nuo visos sulfido įkrovos Sulfur yield as a percentage of total sulfide charge 0-10 0-10 0 0 10-20 10-20 0-75 0-75 -20-30 -20-30 75-95 75-95 30-35 30-35 95-100 95-100 >35 > 35 100 100

LT 3824 BLT 3824 B

Pulpos kiekis (biomasė) A lentelėje išreiškiamas azoto kiekiu bakterijose. Norint apskaičiuoti sausos masės kiekį pagal šią išraišką, tą skaičių reikia padauginti iš koeficiento 8,3. A lentelėje aiškiai matyti, kad, norint visą sulfidą paversti siera, pulpos ąkrova turi būti didesnė negu 35 mg S/mg N per vai.The pulp content (biomass) in Table A is expressed as the nitrogen content of the bacteria. To calculate the dry mass content of this expression, multiply that number by a factor of 8.3. Table A clearly shows that the pulp loading must be greater than 35 mg S / mg N per hour in order to convert all sulfide to sulfur.

Šio išradimo būde reaktoriuje naudojama biomasė yra bioplėvelių, kurios sujungiamos su nešikliu, pavidalo. Tinkami šiam tikslui nešikliai apima bet kokią polimerinę ar kitokią medžiagą, tokią kaip poliuretanas, polietilenas, polipropilenas, polichlorvinilas ir t.t.In the process of the present invention, the biomass used in the reactor is in the form of biofilms which are bonded to a carrier. Suitable carriers for this purpose include any polymeric or other material such as polyurethane, polyethylene, polypropylene, polychlorinyl and the like.

Geriau, kai būdo metu elementinė siera susidaro kaip vienintelis arba praktiškai vienintelis sieros produktas. Šą produktą gali atskirti nuo ištekančio vandeninio srauto filtruojant, centrifuguojant, nusodinant ir t.t.Preferably, the elemental sulfur is formed as the only or practically only sulfur product in the process. This product can be separated from the effluent by filtration, centrifugation, precipitation and the like.

Siekiant išvengti labiau oksiduotų sieros junginių susidarymo, sulfido koncentracijos lygis ištekančiame iš reaktoriaus sraute, kuriame susidaro siera, būna kaip galima minimalesnis; geriau, kai ta koncentracija sudaro 0,5-30 mg S litrui ištekančio srauto.To avoid the formation of more oxidized sulfur compounds, the sulfide concentration in the effluent from the reactor stream is kept to a minimum; preferably at a concentration of 0.5-30 mg S per liter of effluent.

A lentelėje pateiktos reikšmės tinka tik nutekamųjų vandenų srautams, kuriuose nėra organinės medžiagos.The values given in Table A are only applicable to waste water streams which do not contain organic material.

Esant organinei medžiagai nutekamuosiuose vandenyse, išauga papildoma biomasė, kuri neoksiduoja- sulfido, o dėl to azoto kiekis visoje biomasėje padidėja, palyginus su tuo, kuriuo remiasi A lentelė. Tuo atveju, kai nutekamuosiuose vandenyse yra organinės medžiagos, tam tikru sulfido pavertimo elementine siera parametru gali būti paviršinė sulfido įkrova (suprantama, kad paviršius tai yra bioplokštelės paviršius). Šio parametro reikšmės pateikiamos B lentelėje.The presence of organic matter in wastewater increases additional biomass that does not oxidize to sulfide, which results in an increase in the total nitrogen content of the biomass compared to Table A. In the case of organic substances in the effluent, a specific parameter for the conversion of sulfide into elemental sulfur may be the surface charge of sulfide (it is understood that the surface is the surface of the biofilm). The values of this parameter are given in Table B.

B lentelėTable B

Paviršinė sulfido įkrova (g S/m2, para)Surface charge of sulphide (g S / m 2 , day) Sieros išeiga procentais nuo visos sulfido įkrovos Sulfur yield as a percentage of total sulfide charge 0-10 0-10 0-80 0-80 10-20 10-20 80-95 80-95 20-25 20-25 95-100 95-100 25 25th 100 100

Taigi, šio išradimo būdas vykdomas geriau esant paviršinei sulfido įkrovai bent 10 g S/m · para, o dar geriau oThus, the process of the present invention is preferably carried out at a surface sulfide charge of at least 10 g S / m · day, and more preferably

20-25 g S/nf · para. Kai nėra jokios orgaininės medžiagos, galima naudotis reikšmėmis, pateiktomis A lentelėje.20-25 g S / nf · para. Where no organics are available, the values given in Table A may be used.

Rasta, kad šio išradimo būde pH rodiklis aerobiniame reaktoriuje neturi viršyti 9,0. Žemutinė pH rodiklio riba nėra kritinis parametras; jis gali būti žymiai mažesnis už 5, nes žinoma, kad oksiduojančios sierą bakterijos auga, esant pH rodikliui mažiau už 0,5.It has been found that in the process of the present invention the pH value in the aerobic reactor should not exceed 9.0. The lower limit of pH is not a critical parameter; it can be significantly less than 5, since sulfur oxidizing bacteria are known to grow at pH values below 0.5.

Minimali reaktoriaus sulfido įkrova, kuri yra būtina efektyviam sulfido pavertimui, taip pat gali būti naudojama dviejų stadijų procese, kurThe minimum reactor sulfide charge required for efficient sulfide conversion can also be used in a two-step process where

a) bent dalis sulfido oksiduojama iki elementinės sieros pirmame aerobiniame reaktoriuje;(a) at least part of the sulfide is oxidised to elemental sulfur in the first aerobic reactor;

b) gautas (a) etape skystis, kuriame yra elementinės sieros ir gali būti sulfido bei kitų komponentų, paduodamas į antrą aerobinį reaktorių, kuriame siera ir sulfidas oksiduojami iki sulfato. Atskyrimo etapas gali būti tarp (a) ir (b) stadijų, kuriame pašalinama pagrindinė elementinės sieros dalis.b) The resulting liquid of step (a), which contains elemental sulfur and may contain sulfide and other components, is fed to a second aerobic reactor in which the sulfur and sulfide are oxidized to sulfate. The separation step may be between steps (a) and (b) in which the major elemental sulfur is removed.

Tai turi ypatingų privalumų tada, kai valomas vanduo yra toks, kuriame normaliomis perdirbimo sąlygomis išaugtų nepageidaujamos Thiothrix ir Beggiotoa rūšių pluoštinės bakterijos. Tai gali atsitikti tada, kai valomas vanduo, kuriame yra sulfido stipriai užterštas organiniais teršalais.This has particular advantages when the water to be treated is one where, under normal processing conditions, undesirable fibrous bacteria of the species Thiothrix and Beggiotoa are grown. This can happen when cleaning water containing sulfide that is heavily contaminated with organic pollutants.

Minimali sulfido įkrova gali būti išreiškiama, kaip minimalus sulfido kiekis biomasės vienetui per valandą, kaip nurodyta aukščiau. Ji taip pat gali būti išreiškiama minimaliu sulfido kiekiu litrui medžiagos, esančios pirmame aerobiniame reaktoriuje per valandą. Tuo atveju minimali sulfido įkrova sudaro 25 mg S/l. vai.The minimum sulfide charge can be expressed as the minimum sulfide content per unit biomass per hour as above. It may also be expressed as the minimum amount of sulfide per liter of material present in the first aerobic reactor per hour. In this case, the minimum sulfide charge is 25 mg S / l. or.

Netikėta, kad sulfido įkrovos padidinimas pirmame aerobiniame reaktoriuje, t. y. sulfido koncentracijos padidinimas, perdirbimo laiko sumažinimas ir/arba perdirbimo tūrio sumažinimas, pagerintų sieros pašalinimo ir kitų teršalų antrinio aerobinio perdirbimo efektyvumą.The increase in sulfide charge in the first aerobic reactor, i. y. Increasing sulfide concentration, reducing processing time and / or reducing processing volume would improve the efficiency of sulfur removal and secondary aerobic recycling of other contaminants.

Bendrai, šis išradimas pagerina pulpos išlaikymą antroje aerobinio valymo stadijoje. Tai parodyta C lentelėje, kurioje pateikti bandymų rezultatai, gauti naudojant reaktorių, aprašytą Niderlandų patento Nr. 8801009 paraiškoje (sulfido pavertimui siera).In general, the present invention improves pulp retention in the second stage of aerobic purification. This is illustrated in Table C, which shows the test results obtained with the reactor described in Dutch patent no. No. 8801009 (for the conversion of sulfide to sulfur).

C lentelėTable C

Rezultatai po dviejų savaičiųResults after two weeks

CHDS efektyvumas CHDS efficiency Tūrio sumažėj imas Volume decrease Dviejų stadijų būdas (išradimas) Two-step approach (invention) 76 76 labai nežymus very slight Vienos stadijos būdas One-step mode stiprus strong (įprastas) (normal)

ioio

D lentelėje pateikta būdo parametrų pasikeitimo įtaka sulfido pašalinimo efektyvumui ir pluoštinių bakterijų augimui.Table D shows the effect of the change of process parameters on sulfide removal efficiency and growth of fibrous bacteria.

D lentelėTable D

Sunaudoj imas (1/val.) Consumption (1 / hr) Hidraulinio išlaikymo laikas (vai.) Hydraulic retention time (or.) Sulfido koncent- racija Įtekant (mg/i) Sulfide concentric ration When entering (mg / i) Sulfido Įkrova (mg S2’/1 per vai.Sulphide Charge (mg S 2 '/ l per hour. Sulfido koncent- racija ištekant (mgS2’/l)Sulphide concentration at discharge (mgS 2 '/ l) Thiothrix/ Beggiatoa augimas Thiothrix / Beggiatoa growth 75 75 0,3 0.3 140 140 525 525 14 14th - - 15 15th 1,3 1.3 140 140 105 105 25 25th - - 1,5 1.5 13,3 13.3 140 140 10, 5 10, 5 0, 5 0, 5 ++ ++ 15 15th 1,3 1.3 25 25th 18, 8 18, 8 2, 0 2, 0 ++ ++ 71 71 0,3 0.3 3,0 3.0 10,5 10.5 0, 0 0, 0 ++ ++

Iš D lentelės seka, kad tik hidraulinio išlaikymo laikas ir tik sulfido koncentracija nutekamuosiuose vandenyse neturi tiesioginės įtakos pirminio aerobinio valymo efektyvumui.It follows from Table D that only hydraulic retention time and sulfide concentration in effluents alone have no direct effect on the efficiency of primary aerobic treatment.

Atvirkščiai, žymus nepageidaujamų pluoštinių bakterijų, oksiduojančių sierą, augimas vyksta, esant sulfido įkrovai mažiau už apytiksliai 20 mg S /1 per vai. Tokiu būdu minimali sulfido įkrova šiame būde turi būti 25 mg S/l per vai. Geriau, kai sulfido įkrova yra bent 25 mg S/l per vai, ir dar geriau - bent 100 mg S/l per vai. Sulfido Įkrova, viršijanti 1000 mg S/l. per vai. visai nebus naudojama, nes būtų neleistinos sąnaudos. Tokiu būdu, didelių koncentracijų nutekamųjų vandenų srautus būtina praskiesti iki valymo.Conversely, significant growth of unwanted fibrous bacteria that oxidize sulfur occurs with a sulphide charge of less than about 20 mg S / l per hour. Thus, the minimum sulfide loading in this process should be 25 mg S / l per hour. Preferably, the sulfide loading is at least 25 mg S / l per hour, and more preferably at least 100 mg S / l per hour. Sulphide Load greater than 1000 mg S / l. per or. will not be used at all because of unacceptable costs. Thus, high concentrations of effluent streams must be diluted prior to treatment.

Sulfidas dviejų stadijų būde gali oksiduotis iki sieros ir/arba sulfato, priklausomai nuo išlaikymo laiko ir deguonies koncentracijos. Daugeliu atvejų geriau oksiLT 3624 B duoti sulfidą iki sieros, nes ją patogiau pašalinti, nusodinant, centrifuguojant arba filtruojant. Šiam tikslui naudojamas ribotas deguonies kiekis. Sulfidas oksiduojamas pirmame, palyginus mažame aerobiniame reaktoriuje su didelėmis sąnaudomis (išlaikymo laikas nuo keleto dešimčių minučių iki kelių valandų), o kiti oksiduojami komponentai po to pašalinami palyginus dideliame reaktoriuje, kuriame išlaikymo laikas ilgas (pavyzdžiui 24 valandos).The sulfide can be oxidized to sulfur and / or sulfate in a two-step process, depending on retention time and oxygen concentration. In most cases, it is preferable to add sulfur to sulfur oxyXL 3624 B since it is more convenient to remove it by precipitation, centrifugation or filtration. A limited amount of oxygen is used for this purpose. The sulfide is oxidized in the first, relatively small, high-cost aerobic reactor (residence time from several tens of minutes to several hours), and the other oxidized components are then removed in a relatively large reactor with a long residence time (for example, 24 hours).

Elementinės sieros atskyrimo įrenginys gali būti patalpintas tarp dviejų reaktorių. Ištekantis perdirbtų nutekamųjų vandenų srautas yra didesne dalimi arba visai be sieros junginių.The elemental sulfur separator may be located between two reactors. The outflow of recycled waste water is largely or completely free of sulfur compounds.

Šis išradimo būdas gali būti taip pat taikomas anaerobiniam nutekamųjų vandenų valymui, net jei juose yra dideli sieros junginių kiekiai, kurio dėka jie dideliu laipsniu išvalomi nuo sieros junginių. Sieros junginiai, kaip aprašyta aukščiau, redukuojami iki sulfido anaerobiniame reaktoriuje, o sulfidas po to pašalinamas, oksiduojant iki elementinės sieros. Kai sieros junginių koncentraciją perdirbamame vandenyje yra labai didelė, dalis išvalyto vandens geriau percirkuliuojama į vandenį, kuris turi būti valomas. Geriau, kai percirkuliuojama į vandenį, kuris turi būti valomas. Geriau, kai percirkuliavimo kartotinumas (santykis tarp vandens kiekio, kuris percirkuliuojamas į anaerobinį reaktorių ir išvalyto vandens kiekio, kuris išmetamas) pasirenkamas toks, kad sieros koncentracija anaerobiniame reaktoriuje būtų mažiau 800 mg S/l, o dar geriau - mažiau 350 mg S/l.This method of the invention can also be applied to anaerobic treatment of wastewater, even if it contains large amounts of sulfur compounds, which makes them highly purified from sulfur compounds. The sulfur compounds as described above are reduced to sulfide in an anaerobic reactor and the sulfide is then removed by oxidation to elemental sulfur. When the concentration of sulfur compounds in the recycled water is very high, part of the purified water is better recirculated to the water to be treated. Preferably, it is circulated into the water to be treated. Preferably, the repeatability of the recirculation (the ratio of the amount of water circulated to the anaerobic reactor to the amount of purified water discharged) is chosen so that the sulfur concentration in the anaerobic reactor is less than 800 mg S / l, and even less 350 mg S / l. .

Būdas gali būti taikomas nutekamųjų vandenų perdirbimui, kuriuose yra skirtingų sieros junginių beveik bet kokiomis koncentracijomis. Tai gali būti neorganiniai sieros junginiai, tokie kaip sulfatas, sulLT 3624 B fitas, tiosulfatas, tetrationatas, elementinė siera ir panašiai, o taip pat organiniai junginiai, tokie kaip anglies disulfidas, dialkilsuifidai, dialkildisulfidai, merkaptanai, sultonai, sulfoksidai, sulforūgštys ir panašiai. Būdas ypač tinka, perdirbant vandenį, turintį savo sudėtyje sulfatų, sulfitų ir tiosulfatų.The method can be applied to the treatment of wastewater containing different sulfur compounds in almost any concentration. These may include inorganic sulfur compounds such as sulfate, sulLT 3624 B phyt, thiosulfate, tetrathionate, elemental sulfur and the like, as well as organic compounds such as carbon disulfide, dialkyl sulfides, dialkyl disulfides, mercaptans, sultans, sulfoxides, sulfuric acids and the like. The process is particularly suitable for the processing of water containing sulphates, sulphites and thiosulphates.

Bakterjos, tinkamos redukuojant sieros junginius iki sulfido, apima svarbiausias bakterijų, redukuojančių sierą ir sulfatą, rūšių grupes, tokias kaip Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfomonas, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfoneme, Desulfosarcina, Deculfobacterium ir Desulforomas. Bendrai šias bakterijas galima gauti iš anaerobinių kultūrų ir/arba jos pačios išauga anaerobiniuose reaktoriuose.Bacteria suitable for the reduction of sulfur compounds to sulfide include the major groups of species that reduce sulfur and sulfate such as Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfomonas, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfoneme, Desulfosarcina, Deculfobacterium and Desulforomas. Collectively, these bacteria can be obtained from anaerobic cultures and / or self-grow in anaerobic reactors.

Percirkuliuojant dalį išvalyto ištekančio srauto į įtekantį vandenį, sulfido koncentracija, perdirbant anaerobiškai, sumažėja taip, kad anaerobinė flora (daugiausia bakterijos, gaminančios metaną) neinhibuojama.Recirculation of part of the purified effluent stream to the inlet water reduces the sulfide concentration by anaerobic digestion so that the anaerobic flora (mainly bacteria producing methane) is not inhibited.

Sekantis šio išradimo privalumas tas, kad sulfido pašalinimui nereikia mažinti dalinai išvalytų nutekamųjų vandenų pH. Be to nereikia dujinių skruberių, kurie savo ruožtu duoda antrines nuotekas.A further advantage of the present invention is that sulfide removal does not require lowering the pH of the partially treated wastewater. In addition, there is no need for gas scrubbers, which in turn provide secondary wastewater.

Pasirenkant atitinkamą percirkuliavimo kartotinumą, galima perdirbti bet koki nutekamųjų vandenų tipą su bet kokia sieros koncentracija. Percirkuliavimo kartotinumas gali keistis plačiose ribose ir būti, pavyzdžiui, 1-10. Kai perdirbamųjų nutekamųjų vandenų sieros įkrova yra didelė, percirkuliuojama palyginus nedidelė išvalyto vandens dalis. Tokiu būdu, nutekamieji vandenys, turintys 30 g/1 medžiagos, kurios CHDC didelis (apskaičiuotos, kaip siera), gali būti efektyviai perdirbami šio išradimo būdu.Any type of wastewater with any sulfur concentration can be recycled by selecting the appropriate recirculation repeatability. The recurrence repeatability can vary within wide limits and can be, for example, 1-10. When recycling waste water has a high sulfur load, a relatively small proportion of the treated water is recirculated. In this way, wastewater containing 30 g / l of material having a high CHDC (calculated as sulfur) can be efficiently recycled by the present invention.

Valymo įrenginys apima anaerobinio perdirbimo reaktorių, sujungtą su reaktoriumi sulfido oksidavimui iki elementinės sieros, separatorių elementinės sieros atskyrimui ir vamzdį, per kurį dalis ištekančio iš separatoriaus srauto paduodama į anaerobinį reaktorių.The treatment plant comprises an anaerobic digestion reactor coupled to a reactor for sulfide oxidation to elemental sulfur, a separator for separating elemental sulfur, and a tube through which a portion of the effluent from the separator is fed to the anaerobic reactor.

Sieros junginių pašalinimo būdas gali vykti, pavyzdžiui, perdirbimo įrenginiuose, taip schematiškai parodyta 1 pav. Pagal 1 pav. nutekamųjų vandenų srautas 1 paduodamas į anaerobinį reaktorių 2, kuriame organiniai teršalai paverčiami daugiausia metanu, o sieros junginiai paverčiami sulfidu. Susidariusios dujos iš anaerobinio reaktoriaus 2 pašalinamos vamzdžiu (neparodytas) . Anaerobinis reaktorius vamzdžiu 3 sujungtas su oksiduojančiu reaktoriumi 4, kur patenkantys sulfidai paverčiami elementine siera bakterijomis, oksiduojančiomis sierą esant tokioms sąlygoms (minimali sieros įkrova, deguonies koncentracija), kad oksiduojant būtinai gaunama siera. Deguonis atitinkamu kiekiu paduodamas per įėjimą 5. Reaktoriuje nebūtinai yra nešiklio oksiduojančioms sierą bakterijoms. Išlaikymo laikas reaktoriuje 4 palyginus trumpas (pavyzdžiui, mažiau 20 minučių). Reaktoriuje 4 perdirbtas vanduo vamzdžiu 6 paduodamas į separatorių 7, kur susidariusi siera atskiriama per išėjimą 8. Po to perdirbti nutekamieji vandenys išskiriami į galutinį srautą 10 ir percirkuliuojantį srautą 11, o tų srautų santykis reguliuojamas įėjime 1, priklausomai nuo nutekamųjų vandenų, kuriuos reikia perdirbti, savybių.The method of removing the sulfur compounds can be carried out, for example, in processing plants, as shown schematically in Fig. 1. According to Fig. 1. the waste water stream 1 is fed to an anaerobic reactor 2 where organic pollutants are mainly converted to methane and sulfur compounds are converted to sulfide. The resulting gas is removed from the anaerobic reactor 2 by a tube (not shown). The anaerobic reactor is connected by a tube 3 to an oxidizing reactor 4 where the sulfides entering are converted into elemental sulfur by bacteria oxidizing the sulfur under conditions (minimal sulfur charge, oxygen concentration) that necessarily produce sulfur. An appropriate amount of oxygen is supplied through Inlet 5. The reactor does not necessarily contain a carrier for sulfur oxidizing bacteria. The residence time in reactor 4 is relatively short (e.g. less than 20 minutes). In reactor 4, the recycled water is fed through a conduit 6 to a separator 7 where the sulfur formed is separated through outlet 8. The recycled effluent is then discharged into a final stream 10 and a recirculating stream 11, the ratio of these flows being controlled at input 1 depending on the effluent to be recycled , properties.

Norint pašalinti sunkiųjų metalų jonus iš vandens, kuriame taip pat yra sieros junginių, šio išradimo būde į vandenį dirbtinai įvedami sulfido jonai, kurie, reaguodami su metalų jonais, sudaro metalų sulfidus, o likęs sulfidas oksiduojamas iki elementinės sieros aerobiniame reaktoriuje su minimalia sulfido įkrova, kaip aprašyta aukščiau.In order to remove heavy metal ions from water which also contains sulfur compounds, the present invention artificially introduces sulfide ions into the water which react with metal ions to form metal sulfides and the remaining sulfide is oxidized to elemental sulfur in an aerobic reactor with a minimal sulfide charge, as described above.

Sulfido jonų, kurie būtini, gaunant metalų sulfidus, galima pridėti į srautą reaktoriaus įėjime. Geriau, kai sulfido jonai susidaro vandenyje, anaerobiškai redukuojant sieros junginius, kurių gali būti perdirbamame vandenyje ir,zarba galima jų pridėti. Jei reikia pridėti sieros junginių, geriau, kad tai būtų elementinė siera.The sulfide ions, which are necessary for the production of metal sulfides, can be added to the stream at the reactor inlet. Preferably, the sulphide ions are generated in water, anaerobic reduction of sulfur compounds that can be recycled water, and z or can be added. If sulfur compounds are to be added, it is preferable that it be elemental sulfur.

Geriau kai anaerobinėje sieros stadijoje metalo santykis yra pakankamas visiškam sunkiųjų metalų nusodinimui. Tokiu būdu sulfidas pagauna visus sunkiųjų metalų jonus.Preferably, in the anaerobic sulfur stage, the metal ratio is sufficient for complete deposition of heavy metals. In this way, sulfide traps all heavy metal ions.

Geriau, kai metalų sulfidai ir elementinė siera, susidarę valymo procese, pašalinanti kartu, pavyzdžiui, nusodinant, filtruojant, centrifuguojant arba flotacijos būdu.Preferably, the metal sulfides and elemental sulfur formed in the cleaning process are removed together, for example by precipitation, filtration, centrifugation or flotation.

Sieros junginių redukavimui iki sulfido galima pridėti maitinamą terpę (elektronų donorą). Perdirbant vandenį, kuriame nėra organinių teršalų, toks elektronų donoras būtinas. Konkretus pritaikymas apsprendžia pridedamą terpę: vandenilio, anglies oksido ir organinių junginių, tokių kaip skruzdžių rūgštis, cukrus, riebiosios rūgštys, alkoholiai ir krakmolas. Jei būtina, taip pat galima pridėti maitinančių elementų, kaip azotą, fosfatą ir mikroelementus.A nutrient medium (electron donor) can be added to reduce sulfur compounds to sulfide. Such an electron donor is required for the recycling of water free from organic pollutants. The specific application will determine the medium to be added: hydrogen, carbon monoxide and organic compounds such as formic acid, sugar, fatty acids, alcohols and starch. Nutrients such as nitrogen, phosphate and trace elements may also be added if necessary.

Nutekamųjų vandenų, turinčių savo sudėtyje sunkiųjų metalų kuriuos galima perdirbti šio išradimo būdu pavyzdžiai apima gruntinius vandenis, kalnakasybos nuotakus, pramoninius nutekamuosius vandenis, pavyzdžiui, fotografijos pramonėje ir metalurgijoje, ir atidirbusių skruberių nuotakus.Examples of wastewater containing heavy metals that can be recycled by the present invention include groundwater, mining sewage, industrial wastewater such as the photographic industry and metallurgy, and sewage scrubber wastewater.

Sunkieji metalai, kuriuos galima pašalinti, taikant šio išradimo būdą, apima visus metalus, kurių sulfidai yra mažai tirpūs. Tai švinas, alavas, bismutas, kadmis, gyvsidabris, sidabras, cinkas, varis, nikelis, kobaltas, geležis, manganas, chromas, vanadis ir titanas.Heavy metals that can be removed by the process of the present invention include all metals with low sulfide solubility. These include lead, tin, bismuth, cadmium, mercury, silver, zinc, copper, nickel, cobalt, iron, manganese, chromium, vanadium and titanium.

Metalų sulfidų išlaikymas aerobinėje stadijoje turi būti žymiai trumpesnis, siekiant išvengti per didelio oksidavimo, nes kai sulfidas oksiduojamas visiškai, metalų sulfidai negali išsilaikyti nuosėdose.Retention of metal sulphides at the aerobic stage must be significantly shorter in order to avoid excessive oxidation, because when sulphide is completely oxidized, metal sulphides cannot remain in the sediment.

Palaikant žemą liktinę sulfido koncentraciją aerobinėje stadijoje (mikro-aerofilinis sulfido oksidavimas) ir atskyrimo stadijoje, kur elementinė siera ir išaugusi biomasė atskiriama nuo vandens srauto, išvengiame pakartotino metalų tirpimo.By maintaining a low residual sulfide concentration in the aerobic stage (micro-aerophilic sulfide oxidation) and in the separation stage, where elemental sulfur and the grown biomass are separated from the water stream, we avoid re-melting of the metals.

Ta koncentracija gali keistis labai plačiame diapazone ir gali būti, pavyzdžiui, 0,1-50 mg/1, geriau 1-10 mg sulfido/1. Reikalaujamos sulfido koncentracijos palaikymas gali būti, pavyzdžiui, kontroliuojamas, matuojant sulfido koncentraciją arba oksidacijos-redukcijos potencialą aerobiniame reaktoriuje arba separatoriuje. Oksidacijos-redukcijos potencialas turi būti geriau neigiamas sulfido oksidavimo ir separacijos metu, pavyzdžiui, žemiau - 100 mV. Pastebima, kad oksidacijos-redukcijos potencialas pirmos stadijos metu, t. y. anaerobinio sieros redukavimo metu turi būti - 200 - - 400 mV ribose .This concentration may vary over a very wide range and may be, for example, 0.1 to 50 mg / l, preferably 1 to 10 mg sulfide / l. The maintenance of the required sulfide concentration can, for example, be controlled by measuring the sulfide concentration or oxidation-reduction potential in an aerobic reactor or separator. The oxidation-reduction potential should be better negative during sulfide oxidation and separation, for example below 100 mV. It is observed that the oxidation-reduction potential during the first stage, i. y. during anaerobic sulfur reduction should be within the range - 200 - - 400 mV.

Bet kokie sulfido jonai, po atskyrimo stadijos, gali oksiduotis, pavyzdžiui, iki sulfato bet kuriuo jau žinomu būdu (pavyzdžiui, aeruojant arba pridedant peroksido) iki jų išmetimo.Any sulfide ions, after the separation step, can be oxidized, for example, to the sulfate in any known manner (e.g., by aeration or by addition of peroxide) prior to their emission.

Sunkiųjų metalų pašalinimo būdas pagal šį išradimą gali būti vykdomas, pavyzdžiui, įrenginyje, kuris schematiškai pavaizduotas pridedamame pav. 2. Pagal pav. 2 perdirbamas nutekamųjų vandenų srautas (įtekantis) 1 paduodamas į buferinę / maišomą talpą 12. Maitinamas terpes ir elektronų donorų galima pridėti per įėjimą 13.The method for removing heavy metals according to the present invention may be carried out, for example, in a device schematically illustrated in the accompanying drawing. 2. According to Fig. 2 recyclable effluent stream (inlet) 1 fed to buffer / agitator vessel 12. Feed media and electron donors can be added via inlet 13.

Tirpalas iš buferinės talpos pašalinamas per išėjimą 14 ir paduodamas i anaerobinį reaktorių 2, kur sieros junginiai redukuojami iki sulfido ir susidaro metalų sulfidai. Metalų sulfidai nusodinami reaktoriaus 2 dugne (neparodyta). Išsiskyrusios anaerobinės proceso metu dujos išleidžiamos per vamzdį 15 į dujų perdirbimo aparatą 16, kur gali vykti degimas ir H2S išsiskyrimas. Skystis, gautas reduktoriuje 2 ir kuriame yra sulfido, vamzdžiu 3 nuvedamas į aerobinį reaktorių 4, kur vyksta sulfido oksidavimas iki elementinės sieros. Oras i aerobinį reaktorių 4 paduodamas per įėjimą 5. Dujos nuvedamos vamzdžiu 17 į nemalonaus kvapo pašalinimo aparatą 18.The solution is removed from the buffer vessel through outlet 14 and fed to anaerobic reactor 2 where the sulfur compounds are reduced to sulfide to form metal sulfides. The metal sulfides are deposited on the bottom of reactor 2 (not shown). During the anaerobic process, the gas is discharged through a tube 15 to a gas processing unit 16, where combustion and H 2 S can occur. The liquid obtained in the reducer 2 containing the sulfide is transported by tube 3 to the aerobic reactor 4 where the sulfide is oxidized to elemental sulfur. The air into the aerobic reactor 4 is fed through an inlet 5. The gas is conveyed through a conduit 17 to an odor remover 18.

Skystis, kuriame yra sieros, pašalinamas iš aerobinio reaktoriaus 4 per išėjimą 6 ir paduodamas separatorių 7 sieros atskyrimui. Siera atskiriama per išėjimą 8, tuo tarpu išvalytas srautas išteka iš atskyrimo aparato 7 per išėjimą 10.The sulfur-containing liquid is removed from the aerobic reactor 4 via outlet 6 and fed to a separator 7 for sulfur separation. The sulfur is separated through the outlet 8, while the purified stream flows from the separator 7 through the outlet 10.

Perdirbimo sistemos, dirbusios pagal šio išradimo būdą, matavimų rezultatai sumuojami E ir F lentelėse.Tables E and F summarize the measurement results of the recycling system operating in accordance with the method of the present invention.

E lentelėTable E

Pagrindinių komponentų koncentracija, pašalinant sunkiuosius metalusConcentration of major components in the removal of heavy metals

Stadija Cinkas pav. 2 (mg/1) Stage Zinc Fig. 2 (mg / l) Sulfatas (mg/1) Sulphate (mg / l) Sulfidas (mg/1) Sulfide (mg / l) Siera (mg/1) Cheese (mg / l) Etanolis (mg/1) Ethanol (mg / l) Oksidac. -re· dūke. potencialas (mV) Oxidac. -re · in the fog. potential (mV) Įtekantis 145 (D · Incoming 145 (D · 960 960 0 0 0 0 0 0 150 150 a (3) 0,5 a (3) 0.5 10 10th 245 245 0 0 10 10th -410 -410 b (6) <0,1 b (6) <0.1 15 15th 4 4 205 205 <1 <1 -300 -300 ištekantis (10) <0,1 outflow (10) <0.1 15 15th 3 3 5 5 <1 <1 -200 -200

a = po anaerobinės stadijos; b = po aerobinės stadijos. Į įtekantį srautą pridėta etanolio; taip pat susidaro apie 350 mg/1 metalų sulfidų nuosėdų.a = after anaerobic stage; b = after aerobic stage. Ethanol was added to the inlet stream; also about 350 mg / l of metal sulfide precipitate is formed.

F lentelėTable F

Kitų metalų koncentracija įtekančiame ir ištekančiame srautuoseConcentration of other metals in the inlet and outlet streams

Metalas Metal Įtekančiame (mg/1) Inbound (mg / 1) Ištekančiame (mg/1) Outflow (mg / 1) kadmis cadmium 0, 95 0, 95 <0, 01 <0, 01 geležis bendrai iron in general 25 25th 0, 05 0, 05 švinas lead 46 46th <0, 01 <0, 01 varis copper 0, 57 0, 57 <0,02 <0.02 kobaltas cobalt 0,10 0.10 <0,015 <0.015 nikelis nickel 0,10 0.10 <0,015 <0.015 manganas manganese 7,0 7.0 3, 5 3, 5 kalcis calcium 410 410 275 275 aliuminis aluminum 10 10th 1 1

PavyzdysAn example

Įvertinant sieros ir/arba sulfato susidarymo ir sulfidinės pulpos įkrovos sumažėjimo santykį sulfido pašalinimo įrenginyje, sieros susidarymas matuojamas daugeliui stacionarinių situacijų.By estimating the ratio of sulfur and / or sulfate formation to sulfide pulp charge reduction at the sulfide removal plant, sulfur formation is measured for many stationary situations.

Eksperimente į reaktorių paduodamas tik sulfidas ir maitinamosios terpės be organinių junginių, todėl N kiekis nustatomas tik oksiduojančia sulfidą biomase.In the experiment, only sulfide and nutrient-free media are fed to the reactor, so N content is determined only by sulfide oxidizing biomass.

Rezultatai pateikti 3 pav. Mažiau. 10 S/mg N per vai, susidaro tik sulfatas. Kai pulpos įkrova sudaro daugiau kaip 10 mg S/mg N per vai., didėja sieros išeiga.The results are shown in Fig. 3. Less. 10 S / mg N per hour, only sulphate is formed. When the pulp charge is more than 10 mg S / mg N per hour, the sulfur output increases.

.Azoto kiekis bakterijose, oksiduojančiose sierą, matuojamas pagal modifikuotą Kjeldahl metodą, išvystytą Novozamsky et ai. (1983) Comm. Soil Science Plant Anai.The nitrogen content of bacteria oxidizing sulfur is measured according to the modified Kjeldahl method developed by Novozamsky et al. (1983) Comm. Soil Science Plant Anai.

Claims (23)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF INVENTION 1. Vandens, turinčio savo sudėtyje sulfido, valymo būdas, kuriuo sulfidas oksiduojamas reaktoriuje su pulpa, turinčia aerobinių bakterijų, besiskiriantis tuo, kad reaktoriuje yra bent 10 mg sulfido/ mg azoto, esančio pulpoje, per valandą, o pulpos įkrovą apskaičiuoja oksiduojančios sulfidą pulpos dalimi.1. A process for purifying sulfur-containing water by oxidizing the sulfide in a reactor with a slurry of aerobic bacteria, characterized in that the reactor contains at least 10 mg of sulfide / mg of nitrogen in the slurry per hour, and the pulp charge is calculated by the sulfide-oxidizing pulp. part. 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad pulpos įkrova sudaro bent 20 mg sulfido/mg azoto, esančio pulpoje, per valandą.2. The method of claim 1, wherein the pulp charge is at least 20 mg of sulfide / mg of nitrogen per pulp per hour. 3. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad pulpos įkrova sudaro bent 35 mg sulfido/mg azoto, esančio pulpoje, per valandą.3. A process according to claim 1, wherein the pulp charge is at least 35 mg of sulfide / mg of nitrogen per pulp per hour. 4. Būdas pagal bet kurį iš 1 - 3 punktų, b e s i s k iriantis tuo, kad pulpa yra biopiėvelių, kurios sujungiamos su nešikliu, pavidalo.Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pulp is in the form of biofilms which are combined with a carrier. 5. Būdas pagal bet kurį iš 1 - 4 punktų, besiskiriantis tuo, kad deguonies koncentraciją reaktoriuje kontroliuoja 0,1 - 9,0 mg/1, geriau 4 mg/1, reikšmių ribose.The process according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxygen concentration in the reactor is controlled within the range of 0.1 to 9.0 mg / l, preferably 4 mg / l. 6. Būdas pagal bet kurį iš 1 - 5 punktų, besiskiriantis tuo, kad oksiduoja iš esmės iki elementinės sieros.A process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it oxidizes substantially to elemental sulfur. 7. Būdas pagal bet kurį iš 1 - 6 punktų, besiskiriantis tuo, kad sulfido koncentracija ištekančiame iš aerobinio reaktoriaus sraute yra 0,5 30 mg/1 ribose.7. A process according to any one of claims 1 to 6, wherein the concentration of sulfide in the effluent from the aerobic reactor is 0.5 to 30 mg / l. 8. Būdas pagal bet kurį iš 1 - 7 punktų, besiskiriantis tuo, kad paviršinė įkrova sudaro bent 10 mg/m per parą.8. A process according to any one of claims 1 to 7, wherein the surface loading is at least 10 mg / m / day. 9. Būdas pagal bet kurį iš 1 - 8 punktų, besiskiriantis tuo, kad sulfido įkrovą sudaro bent 50 mg S/ 1 per valandą.9. A process as claimed in any one of claims 1 to 8 wherein the sulfide charge is at least 50 mg S / l per hour. 10. Būdas pagal 9 tuo, kad sulfido valandą. 10. The method of 9 in that sulfide an hour. punktą, įkrova point, charge bes sudaro bes consists of i s k i r bent 100 i s k i r at least 100 i a n t i a n t i s per i s per mg mg S/l S / l 11. Būdas pagal bet kurį 11. Method according to any iš 1 - of 1 - 10 punktų, 10 points, b b e s e s i - i - skirianti distinguishing s tuo, s that kad that
a) bent dalį sulfido oksiduoja iki elementinės sieros pirmame aerobiniame reaktoriuje,(a) oxidizes at least part of the sulfide to elemental sulfur in the first aerobic reactor, b) gautą a) stadijoje skystį, kuriame be elementinės sieros gali būti sulfido ir kitų komponentų, paduoda į antrą aerobinį reaktorių, kuriame sierą ir sulfidą oksiduoja iki sulfato.b) Feeding the resulting liquid, which may contain sulfide and other components in addition to elemental sulfur, to a second aerobic reactor where the sulfur and sulfide are oxidized to sulfate.
12. Vandens, turinčio savo sudėtyje sulfido, valymo būdas, besiskiriantis tuo, kad12. A process for purifying sulfide-containing water, characterized in that a) bent dalį sulfido oksiduoja iki elementinės sieros pirmame aerobiniame reaktoriuje, o sulfido įkrovą sudaro bent 25 mg S/l per valandą,(a) at least part of the sulfide is oxidised to elemental sulfur in the first aerobic reactor and the sulfide charge is at least 25 mg S / l per hour, b) gautą a) stadijoje skystį, kuriame be elementinės sieros gal-i būti sulfido ir kitų komponentų, paduoda į aerobinį reaktorių, kuriame sierą ir sulfidą oksiduoja iki sulfato.b) the liquid obtained in step a), which may contain sulfide and other components in addition to elemental sulfur, is fed to an aerobic reactor where the sulfur and sulfide are oxidized to sulfate. 13. Būdas pagal 11 arba 12 punktą, besiskiriantis tuo, kad a) stadijoje sulfido įkrova sudaro bent 50 mg S/l per valandą.13. A process according to claim 11 or 12, wherein the sulfide charge in step a) is at least 50 mg S / l per hour. 14. Būdas pagal 11 arba 12 punktą, besiskiriantis tuo, kad a) stadijoje sulfido įkrova sudaro 100 - 1000 mg S/l per valandą.14. The process of claim 11 or 12, wherein the sulfide charge in step a) is 100 to 1000 mg S / l per hour. 15. Anaerobinio nutekamųjų vandenų, turinčių daug sieros junginių, perdirbimo būdas, kuriame anaerobinio perdirbimo metu sieros junginiai redukuojami iki sulfido, o sulfidas po to pašalinamas, besiskiriantis tuo, kad sulfidą pašalina, taikant būdą pagal bet kurį iš 1 - 14 punktų.15. A process for recycling anaerobic wastewater rich in sulfur compounds, wherein the sulfur compounds are reduced to sulfide during anaerobic digestion and the sulfide is subsequently removed by the process of any one of claims 1 to 14. 16. Būdas pagal 15 punktą, besiskiriantis tuo, kad po sulfido pašalinimo dalį išvalyto vandens percirkuliuoj a į nutekamuosius vandenis, kuriuos reikia perdirbti.16. A process according to claim 15 wherein after purification of the sulfide some of the purified water is recirculated to the effluent to be recycled. 17. Būdas pagal 16 punktą, besiskiriantis tuo, kad sieros koncentracija išvalyto percirkuliuojamo vandens dalyje anaerobinio perdirbimo metu sudaro mažiau 800 mg S/l, geriau mažiau 350 mg S/l.17. A process according to claim 16, wherein the sulfur concentration in the purified recirculated water during anaerobic processing is less than 800 mg S / l, preferably less than 350 mg S / l. 18. Būdo pagal bet kurį iš 15 - 17 punktų panaudojimas vandens, turinčio savo sudėtyje sulfato, perdirbimui.Use of the process according to any one of claims 15 to 17 for the recycling of water containing sulfate. 19. Būdo pagal bet kurį iš 15 - 17 punktų panaudojimas vandens, turinčio savo sudėtyje sulfito, perdirbimui.Use of a process according to any one of claims 15 to 17 for the recycling of water containing sulfite. 20. Būdo pagal bet kurį iš 15 - 17 punktų panaudojimas vandens, turinčio savo sudėtyje tiosulfato, perdirbimui .Use of a process according to any one of claims 15 to 17 for the recycling of water containing thiosulfate. 21. Sunkiųjų metalų jonų pašalinimo iš vandens, kuris taip pat gali turėti sieros junginių, būdas, kuriuo į vandenį įvedami sulfido jonai reaguoja su metalų jonais, susidarant metalų sulfidams, besiskiriantis tuo, kad likusį sulfidą oksiduoja aerobinėje stadijoje iki elementinės sieros, taikant būdą pagal bet kurį iš 1 - 14 punktų.21. A method of removing heavy metal ions from water, which may also contain sulfur compounds, wherein the sulfide ions introduced into the water react with the metal ions to form metal sulfides, wherein the remaining sulfide is oxidized in an aerobic step to elemental sulfur by a method according to any one of claims 1 to 14. 22. Būdas pagal 21 punktą, besiskiriantis tuo, kad vanduo po anaerobinio sieros junginių redukavimo turi sulfidų jonų, jau esančių ir/arba pridėtų i jį.22. The method of claim 21, wherein the water, after anaerobic reduction of sulfur compounds, has sulfide ions present and / or added thereto. 23. Būdas pagal bet kurį iš 21 - 23 punktų, besiskiriantis tuo, kad redukuojant anaerobiniu būdu, sieros/metalo santykis yra pakankamas visiškam sunkiųjų metalų jonų nusodinimui.23. A process according to any one of claims 21 to 23, wherein the anaerobic reduction has a sulfur / metal ratio sufficient for the complete precipitation of heavy metal ions. 24. Būdas pagal bet kurį iš 21 - 23 punktų, besiskiriantis tuo, kad aerobinės stadijos oksidacijos-redukcijos potencialas yra neigiamas, žemiau - 100 mV.24. A process according to any one of claims 21 to 23, wherein the aerobic stage has a negative oxidation-reduction potential of below 100 mV. 25. Būdas pagal bet kurį iš 21 - 24 punktų, besiskiriantis tuo, kad koncentracija aerobinėje stadijoje sudaro 0,1 - 50 mg/1, geriau 1-10 mg/1.25. A process according to any one of claims 21 to 24, wherein the concentration in the aerobic stage is 0.1 to 50 mg / L, preferably 1-10 mg / L.
LTIP1556A 1990-04-12 1993-12-07 Process for the treatment of water containing sulphur compounds LT3624B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000877A NL9000877A (en) 1990-04-12 1990-04-12 Water treatment to remove sulphide(s) - by oxidising in aerobic reactor having specified minimum sludge load

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LTIP1556A LTIP1556A (en) 1995-06-26
LT3624B true LT3624B (en) 1995-12-27

Family

ID=19856925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LTIP1556A LT3624B (en) 1990-04-12 1993-12-07 Process for the treatment of water containing sulphur compounds

Country Status (3)

Country Link
LT (1) LT3624B (en)
NL (1) NL9000877A (en)
ZA (1) ZA912755B (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980002281A1 (en) 1979-04-24 1980-10-30 Vyrmetoder Ab A process for precipitating heavy metals from wastewater
EP0241999A1 (en) 1986-04-16 1987-10-21 Biothane Systems International B.V. Anaerobic purification of waste water containing sulphate and organic material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980002281A1 (en) 1979-04-24 1980-10-30 Vyrmetoder Ab A process for precipitating heavy metals from wastewater
EP0241999A1 (en) 1986-04-16 1987-10-21 Biothane Systems International B.V. Anaerobic purification of waste water containing sulphate and organic material

Also Published As

Publication number Publication date
NL9000877A (en) 1991-11-01
ZA912755B (en) 1992-01-29
LTIP1556A (en) 1995-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2079450C1 (en) Method of processing water containing sulfur compounds
RU2178391C2 (en) Method of treating water containing heavy metal ions
FI109525B (en) Method for removing sulfur compounds from gases
DE3542345A1 (en) METHOD FOR REMOVING SULDURATE FROM EXHAUST GAS
EP0451922B1 (en) Process for the removal of sulfur dioxide from waste gas
SK104893A3 (en) Method for removing sulphur compounds from water
SK280506B6 (en) Anaerobic removal of sulphur compounds from wastewater
JP2799247B2 (en) How to remove sulfur compounds from water
LT3624B (en) Process for the treatment of water containing sulphur compounds
JP2603392B2 (en) Treatment method for sulfur compound-containing water
PL169170B1 (en) Method of removing heavy metal ions from water containing sulphur compounds
PL169127B1 (en) Method of oxygen-free treating sewage of high sulphur compounds content
NL9000880A (en) Water treatment to remove sulphide(s) - by oxidising in aerobic reactor having specified minimum sludge load
Paques 24 THIOPAQ® BIOSCRUBBER: AN INNOVATIVE TECHNOLOGY TO REMOVE HYDROGEN SULFIDE FROM AIR AND GASEOUS STREAMS
NL9000878A (en) Water treatment to remove sulphide(s) - by oxidising in aerobic reactor having specified minimum sludge load
NL9201268A (en) Method of removing sulphur compounds from water

Legal Events

Date Code Title Description
MM9A Lapsed patents

Effective date: 20011207