NL9000877A - Werkwijze voor het anaeroob zuiveren van afvalwater met een hoog gehalte aan zwavelverbindingen en inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het anaëroob zuiveren van afvalwater met een hoog gehalte aan zwavelverbindingen en inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het anaëroob zuiveren van afvalwater dat naast organisch afbreekbare stoffen een hoog gehalte aan zwavelverbindingen bevat.

De aanwezigheid van een hoog gehalte van zwavelverbindingen, bijvoorbeeld een zwavelgehalte van meer dan 350-500 mg S/l of met een aan zwavel gerelateerd chemisch zuurstofverbruik COD/S van minder dan 10, in afvalwater maakt anaerobe zuivering van afvalwater moeilijk, doordat het gevormde sulfide de methaan vormende bacteriën remt. Anaerobe zuivering van afvalwater heeft in het algemeen echter grote voordelen ten opzichte van aerobe zuivering: laag energieverbruik, weinig slibaanwas, methaanproduktie e.d.. Er is derhalve grote behoefte aan een werkwijze die anaerobe zuivering van organische afvalstromen mogelijk maakt, ook indien deze grote hoeveelheden zwavelverbindingen bevatten.

Een werkwijze voor de anaerobe zuivering van zwavelhoudende afvalwater is bekend uit de Europese octrooiaanvrage nr 0.241.999» volgens welke sulfaathoudend afvalwater anaëroob wordt gezuiverd, waarbij het sulfaat wordt gereduceerd tot sulfide. Het sulfide wordt vervolgens in de vorm van waterstofsulfide (H2S) uit het afvalwater gedreven. Nadelen van deze werkwijzen zijn dat maatregelen moeten worden getroffen (pH-regeling) om het sulfide in voldoende mate uit het water te verdrijven en het waterstofsulfide vervolgens van het methaan en eventuele andere gassen moet worden gescheiden, hetgeen weer een moeilijk nuttig te maken afvalwaterstroom oplevert. Verder treedt ook hier vergiftiging van de anaerobe bacteriën op indien de zwavelbelasting te hoog is.

Een andere werkwijze voor de zuivering van zwavelhoudend afvalwater is bekend uit Jensen T.L., Scheider 0., Sërner E., (1988) The Junckers Industrier Mill - Environmental Protection by the development and use of new Technology, TAPPI Proceedings, Environmental Conference, U.S.A., waarbij het sulfaathoudende afvalwater wordt voorbehandeld en sulfide in gasvorm wordt verwijderd, waarna een afvalstroom met een lager zwavelgehalte ontstaat die op de gebruikelijke wijze anaëroob wordt omgezet.

Gevonden is nu een werkwijze waarbij afvalwater zelfs bij aanwezigheid van zeer grote hoeveelheden zwavelverbindingen efficiënt anaëroob kan worden gezuiverd en bovendien in hoge mate van zwavelverbindingen wordt ontdaan. De werkwijze volgens de uitvinding, waarbij men tijdens de anaerobe zuivering de zwavelverbindingen reduceert tot sulfi de en het sulfide vervolgens verwijdert heeft het kenmerk, dat men nadat het sulfide is verwijderd een gedeelte van het gezuiverde water met het te zuiveren afvalwater mengt, d.w.z. gezuiverd water recirculeert.

De werkwijze volgens de uitvinding is toepasbaar op afvalstromen die uiteenlopende zwavelverbindingen in vrijwel elke concentratie bevatten. De zwavelverbindingen kunnen anorganische zwavelverbindingen zijn zoals sulfaat, sulfiet, thiosulfaat, tetrathionaat, elementaire zwavel e.d. en ook organische zwavelverbindingen zoals koolstofdisulfide, dialkylsul-fiden, dialkyldisulfiden, mercaptanen, sulfonen, sulf oxiden, sulfonzuren e.d..

Doordat een gedeelte van de gezuiverde stroom wordt teruggevoerd naar het te zuiveren afvalwater wordt de concentratie aan sulfide tijdens de anaerobe zuivering zodanig verlaagd dat de anaerobe flora (in het bijzonder de methaan vormende bacteriën) niet wordt geremd.

Voor de verwijdering van sulfide van niet elke bekende methode worden toegepast. Het is noodzakelijk om het bij de anaerobe zuivering gevormde sulfide te verwijderen door oxydatie tot elementaire zwavel. Dit heeft het grote voordeel dat een vorm van zwavel ontstaat die makkelijk kan worden afgescheiden (bezinking, centrifugering, filtratie, flocculatie) en die bovendien nuttig kan worden verwerkt. Een geschikte werkwijze voor de oxydatie van sulfide tot elementaire zwavel is beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 88.01.009· Daarbij wordt het sulfidehoudende water behandeld met zwavel-oxyderende bacteriën in aanwezigheid van een ondermaat zuurstof, zodanig dat hoofdzakelijk elementaire zwavel ontstaat en eventueel een geringe hoeveelheid sulfaat.

Een verder voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat de pH van het gedeeltelijk gezuiverde afvalwater niet behoeft te worden verlaagd teneinde het sulfide te kunnen verwijderen. Verder zijn geen gaswassers nodig die weer secundaire afvalwaterstromen opleveren.

Door het instellen van de juiste recirculatieverhouding (verhouding tussen hoeveelheid naar de anaerobe zuiveringsreactor teruggevoerd gezuiverd water en afgevoerd gezuiverd water) kan afvalwater van elk type en met elke concentratie zwavel worden behandeld. De recirculatieverhouding kan binnen een groot gebied variëren en bedraagt bijvoorbeeld 1-10. Bij afvalwater met een hogere zwavelbelasting wordt er relatief meer gezuiverd water gerecirculeerd. Aldus is afvalwater dat bijvoorbeeld 30 g/1 COD bevat en bijvoorbeeld 2 g/1 zwavelverbindingen (berekend als zwavel) volgens de werkwijze van de uitvinding goed te behandelen. In het algemeen zal men er voor zorgen, dat in de anaerobe reactor een concentratie van zwavelverbindingen aanwezig is, die niet hoger is dan 800 mg/1, bij voorkeur kleiner dan 350 mgA·

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de zuiveringswerkwijze, omvattende een anaerobe zuive-ringsreactor, met daarachter geschakeld een reactor voor de oxydatie van sulfide tot elementaire zwavel en een afscheider voor het afscheiden van elementaire zwavel, waarbij een leiding is aangebracht waarmee een deel van de uit de afscheider afgevoerde stroom aan de anaerobe reactor kan worden toegevoerd.

De werkwijze volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd in een installatie zoals schematisch weergegeven in bijgaande figuur 1. Volgens die figuur wordt bij 1 een afvalwaterstroom toegevoerd aan een anaerobe reactor 2, waarin de organische verontreinigingen hoofdzakelijk in methaan en de zwavelverbindingen in sulfide worden omgezet. De gevormde gassen worden via een (niet-weergegeven) leiding uit de anaerobe reactor 2 af gevoerd. De anaerobe reactor is via een leiding 3 verbonden met een oxydatiereactor 4, waarin gevormde sulfiden door zwavel oxyderende bacteriën, bijvoorbeeld van de geslachten Thiobacillus en Thiomicrospira, wordt omgezet in elementaire zwavel. Hierbij wordt via 5 zoveel zuurstof toegevoegd dat de oxydatie noodzakelijk tot zwavel leidt. Eventueel bevat de reactor 4 een drager voor de zwavel oxyderende bacteriën. De verblijftijd in de reactor 4 is betrekkelijk kort (bijvoorbeeld minder dan 20 minuten). Het in de reactor 4 behandelde water wordt via leiding 6 gevoerd naar een scheider 7 waar het gevormde zwavel wordt afgescheiden via 8. Het gezuiverde afvalwater 9 wordt vervolgens gesplitst in een produktiestroom 10 en een recircula-tiestroom 11; de verhouding tussen deze twee stromen wordt afhankelijk van de eigenschappen van het te behandelen afvalwater bij 1 ingesteld.

Claims (4)

1. Werkwijze voor het anaëroob zuiveren van afvalwater met een hoog gehalte aan zwavelverbindingen, waarbij men tijdens de anaerobe zuivering de zwavelverbindingen reduceert tot sulfide en het sulfide vervolgens verwijdert, met het kenmerk, dat men nadat het sulfide is verwijderd een gedeelte van het gezuiverde water mengt met het te zuiveren afvalwater.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het sulfide verwijdert door partiële oxydatie met zwavel oxyderende bacteriën, in hoofdzaak tot elementaire zwavel.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men een zodanige hoeveelheid van het gezuiverde water recirculeert, dat het zwavelgehalte tijdens de anaerobe zuivering beneden 800 mg S/l, bij voorkeur beneden 350 mg S/l blijft.

4. Inrichting geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusies 1-3, omvattende een anaerobe zuiveringsreactor, met daarachter geschakeld een reactor voor de oxydatie van sulfide tot elementaire zwavel en een afscheider voor het afscheiden van elementaire zwavel, waarbij een leiding is aangebracht waarmee een deel van de uit de afscheider afgevoerde stroom aan de anaerobe reactor kan worden toegevoerd.