NO302942B1 - Fremgangsmåte til behandling av vann som inneholder svovelforbindelser - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til rensing av vann som inneholder sulfid hvor sulfidet hovedsaklig oksideres til elementært svovel i en reaktor under anvendelse av en oppslemming som inneholder aerobe bakterier i form av biofilmer som er bundet til et bærermateriale

Avløpsvann som inneholder svovelforbindelser såsom sulfider har mange alvorlige konsekvenser, såsom: -Korroderende virkninger både på betong og stål. -Høyt oksygenforbruk (COD) noe som fører til nedsettelse av oksygeninnholdet i resipienten etter utslippet av avløpsvannet noe som igjen fører til miljøforurensing og/eller høye miljøutgifter. -Toksiske virkninger både på dyr og mennesker.

-Betydelig lukt.

Mens sulfid kan fjernes fra avløpsvann ved kjemisk oksidasjon, stripping og utfelling, så har de biologiske rensemetoder fått økende betydning. Biologisk fjerning av sulfid kan gjennomføres ved å anvende fototrofiske svovel-bakterier (og en medfølgende svoveldanneIse) så vel som denitrifiserende bakterier. Sulfid kan også omdannes til sulfat med oksygenforbrukende bakterier i en aktivert oppslemming. Svoveldannelse under anvendelse av oksygenforbrukende bakterier har sine fortrinn i forhold til å anvende fototrofiske bakterier siden den aerobe omdannelse skjer mye hurtigere enn den anaerobe (fototrofiske) omdannelse og siden lystilførsel i en turbid svovelreaktor ikke er helt enkelt, mens oksygen lettvint og uten noen problemer kan tilføres i en aerob reaktor. Når det gjelder denitrifiserende bakterier må det være nitrat tilstede.

Fordeler med omdannelse av sulfid til svovel istedenfor til sulfat omfatter blant annet følgende: -det er behov for mye mindre oksygen, og så lede mye mindre energi.

-prosessen går mye hurtigere.

-det dannes mye mindre oppslemming.

-det fjernes intet sulfat eller tiosulfat.

-man har muligheter for å benytte svovelet på nytt.

En prosess for fjerning av sulfid fra avløpsvann ved oksidasjon av sulfid til elementært svovel er kjent fra NL-patentsøknad 881009. Ifølge denne kan svoveldanneIsen fremmes ved å anvende en lavere oksygentilførsel enn den støkiometrisk nødvendige mengde for sulfatdannelse. Selv om det ved denne kjente prosess dannes en betydelig svovelmengde, er det behov for forbedringer av denne produksjon for å minimalisere utslippet av løselige svovelforbindelser såsom sulfid og sulfat. Et annet problem knyttet til de biologiske avløpsvannsystemer er at sulfid på uheldig måte påvirker renseeffektiviteten og oppholdstiden til oppslemmingen under aerob rensing av avløpsvann basert på en prosess hvor det anvendes aktivert oppslemming. En av årsakene er at sulfidoksiderende trådaktige bakterier såsom av slekten Thiothrix og Beggiatoa kan utvikle seg i behandlingsanleggene. Disse trådaktige bakterier forhindrer en effektiv felling av oppslemmingen slik at oppslemmingen utvaskes (bulking out). Dette har to uønskede konsekvenser: a) en nedsettelse av aktiviteten i avløpsbehand-lingsanlegget slik at rensevirkningen nedsettes, og b) en økning i utgiftene som følge av økningen i COD-belastningen i den utvaskede oppslemming.

At det i avløpsvannet er tilstede større mengder av andre svovelforbindelser, for eksempel et svovelinnhold på mere enn 350-500 S/l, eller et svovelrelatert kjemisk oksygenbehov (COD/S) på under 10, medfører også vanske-ligheter under den anaerobe behandling av avløpsvannet, siden det dannete sulfid inhiberer de metanproduserende bakterier. Imidlertid har anaerob rensing av avløpsvann generelt sine fordeler sammenliknet med aerob rensing ved at den har lavt energiforbruk, liten økning i oppslemming, metandannelse osv. Det er følgelig et stort behov for en prosess som muliggjør en anaerob rensing av avløp som inneholder organiske forurensninger, og selv når disse inneholder større mengder av svovelforbindelser.

En fremgangsmåte for anaerob behandling av avløps-vann som inneholder svovelforbindelser, er kjent fra EP-patentsøknad 0.241.999, og ifølge denne publikasjon renses sulfatholdig avløpsvann anaerobt slik at sulfatet reduseres til sulfid. Sulfidet fjernes deretter fra avløpsvannet i form av hydrogensulfid (H2S). Ulempene med denne prosess er at det må settes iverk tiltak (pH-regulering) for å sikre at sulfidet i tilstrekkelig grad fjernes fra vannet, og at hydrogensulfidet deretter må separeres fra metan og andre gasser, noe som i sin tur fører til et avløp som ikke helt enkelt kan anvendes. Dessuten forgiftes de anaerobe bakterier dersom sulfidkonsentrasjonen blir høy.

Generelt er det kjent at tilstedeværelse av tungmetaller, selv i lave konsentrasjoner, er svært uønsket som følge av den høye toksisitet for mennesker, planter og dyr. Konvensjonelle deponeringsmetoder, såsom hydroksid-dannelse og separasjon, reversert osmose og ionebytting, er kompliserte og gir ikke det ønskete resultat.

En prosess for fjerning av svovelforbindelser og tungmetallioner fra vann er kjent fra den Internasjonale patentsøknad WO 80/02281. Ifølge denne prosess dyrkes svovelreduserende bakterier fermentor i nærvær av en næringsløsning og en del av det avløpsvann som skal behandles, og en vandig sulfidløsning som dannes mates inn i en fellingsbeholder sammen med den gjenværende hoved- mengde av avløpsvann. Metallsulfidene sedimenteres i form av en flokkulentutfelling i fellingsbeholderen, og særlig når avløpet inneholder jern-(III)-ioner. Pb, Hg, Cd, Fe, Cu, Ni, Zn, Co, Mn og Ag er nevnt blant de metaller som kan utfelles. Imidlertid kan ikke denne kjente prosess anvendes til fullstendig fjerning av sulfater og/eller sulfider.

Det har vist seg at svoveldannelsen kan fremmes ved å anvende en fremgangsmåte for rensing av vann som inneholder sulfid hvor sulfidet oksideres i en reaktor under anvendelse av en oppslemming som inneholder aerobe bakterier, og ved at det i fremgangsmåten opprettholdes en minimumskonsentrasjon av sulfidet i den aerobe reaktor.

Ifølge et første aspekt ved oppfinnelsen er fremgangsmåten kjennetegnet ved at det i reaktoren anvendes en oppslemmingsmengde på minst 10 mg sulfid pr. mg nitrogen i oppslemmingen pr. time, idet oppslemmingsmengden beregnes på basis av oppslemmingens sulfidoksiderende andel, hvor det, dersom vannet ikke inneholder noe organisk materiale, anvendes sulfid-oppslemmingsmengde på minst 2 0 mg sulfid pr. mg nitrogen i oppslemmingen, og dersom vannet inneholder organisk materiale, anvendes det en sulfid-overflatemengde på minst 10 g sulfid pr. m<2>overflatebiofilm pr. dag.

Ifølge et ytterligere aspekt gjennomføres fremgangsmåten i to trinn, idet det første omfatter at minst en del av sulfidet oksideres til elementært svovel i en første aerob reaktor idet det anvendes en minimumskonsentrasjon av sulfid, og hvor det andre trinn omfatter ytterligere oksidasjon i en andre aerob reaktor til sulfat.

Ifølge et annet aspekt anvendes prosessen for behandling av vann som inneholder høye nivåer av svovelforbindelser, hvor svovelforbindelsene først reduseres under anaerobe forhold til sulfid hvoretter det dannete sulfid oksideres i en aerob reaktor under anvendelse av en minimumskonsentrasjon av sulfidet i den aerobe reaktor.

Ifølge et ytterligere aspekt anvendes fremgangsmåten til å fjerne tungmetallioner hvor vannet bringes til å inneholde sulfidioner som reagerer med tungmetallionene for dannelse av metallsulfider, hvoretter resten av sulfidet oksideres til elementært svovel i en aerob reaktor hvor det anvendes en minimumskonsentrasjon av sulfid i den aerobe reaktor.

Sulfidets nødvendige minimumsmengde ved fremgangsmåten til rensing av vann som inneholder sulfid ifølge oppfinnelsen uttrykkes fortrinnsvis som sulfid/oppslemmingsmengden, dvs mengden svovel som er tilstede i den aerobe reaktor pr. tidsenhet i forhold til massen av opp-slemmete bakterier som oksiderer sulfid. Oppslemmingsmengden utgjør minst 10 mg pr. S pr. mg N pr. time. Følge-lig bestemmes bakteriemengden (biomassen) på basis av dens nitrogeninnehold. Det har vist seg at en sulfid/oppslemmingsmengde på mindre enn 10 mg S/mg N-time fører nesten utelukkende til sulfatdannelse, som vanligvis er uønsket idet sulfat ikke på hensiktsmessig måte kan skilles fra det behandlede avløpsvann, mens det elementære svovel som dannes ved høyere oppsiemmingsmengder derimot lettvint kan separeres.

Fortrinnsvis anvendes det en oppslemmingsmengde på minst 20 mg S/mg N*time, og mest foretrukket i det minste 30 mg S/mg N-time. Ved en oppslemmingsmengde på ca 35 mg S/mg N'time og høyere viste det seg at i de fleste tilfeller ble det utelukkende dannet elementært svovel. ;For å tydeliggjøre den foreliggende oppfinnelse skal det påpekes at sulfid er ment å skulle omfatte alle organiske eller uorganiske former for divalent svovel såsom sulfid (s<2->} hydrosulfid (HS"), hydrogensulfid (H2S) og de korresponderende polysulfidformer. ;Med betegnelsen avløpsvann skal det forstås vandige fluider som inneholder minst en bestanddel, såsom en svovelforbindelse, som skal fjernes fra avløpsvannet. ;Oppslemmingen som anvendes i den aerobe reaktor inneholder svoveloksiderende bakterier, for eksempel av stammen Thiobacillus og Thiomicrospira. ;Oppslemmingsmengden som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan frembringes ved å velge en passende oppholdstid for avløpsvannet i den aerobe reaktor eller ved å regulere andre parametre såsom slammengden i reaktoren, sulfidkonsentrasjonen i avløpsvannet eller oksygenkonsentrasj onen. ;Det har vist seg at oksygenkonsentrasjonen ikke er kritisk for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Således kan oksygenkonsentrasjonen variere over et bredt område og er fortrinnsvis i området 0,1-9,0 mg 02, mere foretrukket ca 4 mg 02pr. liter av materialet i reaktoren. ;Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er slammengden uventet høy sammenliknet med kjente fremgangs-måter. Dette fremgår av tabell A. I konvensjonelle aerobe prosesser er slammengden lavere enn 0,1 mg S/mg-N'time. ; I tabell A uttrykkes mengden av oppslemming (biomassen) som bakterienes nitrogeninnhold. For å beregne tørrstoffinneholdet utifrå dette uttrykk, må tallet multi-pliseres med en faktor på 8,3. Det følger tydelig av tabell A at det er mulig å omdanne det totale sulfid-innhold til svovel ved å anvende en slammengde over 35 mg S/mg N- time. ;Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennomføres fortrinnsvis på en slik måte at det anvendes en biomasse i reaktoren i form av biofilmer som er bundet til et bærer materiale. Egnede bærermaterialer omfatter et polymerisk eller annet materiale som er kjent for dette formål, såsom polyuretan, polyetylen, polypropylen, PVC osv. ;Fortrinnsvis gir fremgangsmåten elementært svovel som det eneste eller som stort sett det eneste svovel-produkt. Dette kan på egnet måte skilles fra det vandige avløp ved filtrering, sentrifugering, sedimentering osv. For å unngå at det dannes svovelformer med høyere oksida-sjonstrinn, holdes sulfidkonsentrasjonen i avløpet i den svoveldannende reaktor på et minimumsnivå som fortsatt er akseptabelt, og fortrinnsvis er denne konsentrasjon i ;området 0,5 - 3 0 mg S<2>"pr. liter avløp. ;De verdier som fremgår av tabell A gjelder kun for avløpsvann som ikke inneholder organisk materiale. Når avløpsvannet inneholder organisk materiale, vil det skapes vekst for en ytterligere biomasse som ikke oksiderer sulfid, slik at nitrogeninnholdet i den totale biomasse blir høyere enn det innhold verdiene i tabell A er basert på. I tilfelle det er organiske substanser tilstede i avløpsvannet kan forholdet mellom mengde sulfid som omdannes og overflaten (hvor overflaten skal forstås som biofilmoverflaten) benyttes som en bestemmende parameter for sulfidets omdannelseshastighet til elementært svovel. Verdiene for denne parameter fremgår av tabell B ; ; Følgelig utføres fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse med et sulfid/overflate-mengdeforhold på minst 10 g S/m<2->dag og nærmere bestemt mellom 20 og 25 g S/m<2->dag. Når det ikke er organisk materiale tilstede kan verdiene i tabell A anvendes. ;Det har vist seg at pH i den aerobe reaktor ikke bør overskride 9,0 under fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Den nedre pH-grense er ikke kritisk idet denne kan være lavere enn 5, idet det er kjent at sulfidoksiderende bakterier kan vokse ved en pH så lavt som 0,5. ;Den minste sulfidmengde som må opprettholdes i reaktoren for å få en effektiv sulfidomdannelse kan også frembringes i en totrinns fremgangsmåte ved at a) minst en andel av sulfidet oksideres til elementært svovel i en første aerob reaktor, b) væsken som oppnås i trinn a), og som inneholder elementært svovel og eventuelt sulfid og andre bestanddeler, føres inn i en andre aerob reaktor hvor svovel og sulfid oksideres til sulfat. Det kan gjennomføres et separasjonstrinn mellom trinnene a) og b) for å fjerne hovedmengden av svovel i elementær form. ;Dette er særlig foretrukket når det renses vann som under normale behandlingsbetingelser kan føre til uønsket vekst av trådaktige bakterier, såsom av slike som tilhører arten Thiothrix og Beggiatoa. Dette kan være tilfelle med vann, som i tillegg til sulfid, inneholder høyere mengder av organisk avfall. Den minste sulfidmengde kan uttrykkes som en minste sulfidmengde pr vektenhet biomasse pr. time, slik det er definert ovenfor. Den kan også uttrykkes som en minste mengde sulfid pr. liter materiale tilstede i den første aerobe reaktor pr. time. I dette tilfelle er den minste sulfidmengde 25 mg S/l-time. ;Det er overraskende at en økning av sulfidmengden i den første aerobe reaktor, dvs. en økning av sulfidkonsentrasjonen, en nedsettelse av behandlingstiden og/ eller en nedsettelse av behandlet volum, både medfører en økende effektivitet av selve sulfidfjerningen og av den andre aerobe behandling av andre urenheter. Særlig med-fører den foreliggende oppfinnelse en forbedret slam- oppholdstid i det andre aerobe rensetrinn. Dette er illustrert i tabell C som viser de oppnådde testresultater når det anvendes en reaktor som er beskrevet i NL-patentsøknad 8801009 (for omdanning av sulfid til svovel). ; Virkningen av variasjoner i prosessparametrene på sulfidfjerningseffektiviteten og veksten av de trådaktige bakterier er illustrert i tabell D. ; Det vil fremgå av tabell D at den hydrauliske oppholdstid alene og sulfidkonsentrasjonen i avløpsvannet ikke bestemmer gjennomføringen av den aerobe rensing. I motsetning til dette skjer det en betydelig vekst av uønskede trådaktige svoveloksiderende bakterier når sulfidmengden er mindre enn ca 20 mg/S<2>"l.h. Således bør den minste sulfidmengde i den foreliggende fremgangsmåte være 25 mg S/l-h. Sulfidmengden er fortrinnsvis minst 50 mg S/l.h, og er mest foretrukket minst 100 mg S/l-h. Generelt vil det ikke anvendes sulfidmengder som overskrider 1000 mg S/l-h, siden dette ville føre til uakseptable strømningshastigheter. På bakgrunn av dette foretrekkes det å fortynne konsentrerte avløpsstrømmer før rensingen. ;Oksidasjonen av sulfidet i to trinn kan føre til dannelse av elementært svovel og/eller sulfat, avhengig av oppholdstiden og oksygenkonsentrasjonen. I de fleste tilfeller foretrekkes det å oksidere sulfidet til svovel siden sistnevnte enklere kan fjernes ved sedimentering, sentrifugering, flokkulering eller filtrering. For dette formål anvendes det en begrenset mengde oksygen. ;Sulfidet oksideres i den første aerobe reaktor med forholdsvis liten størrelse og har en høy strømnings-hastighet (oppholdstid: flere titalls minutter til flere timer), og de andre oksiderbare bestanddeler overføres deretter i en aerob reaktor med en relativt stor størrelse om med en lang oppholdstid (for eksempel 24 timer). ;En innretning for fjerning av elementært svovel kan innsettes mellom de to reaktorer. Som følge av dette oppnås det et avløpsvann som helt eller delvis er frigjort for svovelforbindelser. ;Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også anvendes til anaerob behandling av avløpsvann selv om det inneholder høyere mengder av svovelforbindelser, slik at det i sterk grad frigjøres for sitt innhold av svovelforbindelser. Svovelforbindelsene reduseres til sulfid i en anaerob reaktor hvoretter sulfidet fjernes ved oksidasjon til elementært svovel slik det er beskrevet ovenfor. Når konsentrasjonen av svovelforbindelser i vannet som skal behandles, er svært høyt, resirkuleres fortrinnsvis en andel av det rensete vann til det vann som skal renses. Fortrinnsvis velges resirkuleringsforholdet (forholdet mellom mengde renset vann som resirkuleres til den anaerobe reaktor og mengden av renset vann som skal slippes ut) slik at svovelinnholdet i den anaerobe reaktor holdes lavere enn 800 mg S/l, foretrukket under 500 mg S/l, og mest foretrukket under 350 mg S/l. ;Fremgangsmåten kan anvendes til behandling av avløpsstrømmer som inneholder ulike svovelforbindelser i enhver konsentrasjon. Svovelforbindelsene kan omfatte uorganiske svovelforbindelser, såsom sulfat, sulfitt, tiosulfat, tetrationat, elementært svovel o.l., så vel som organiske svovelforbindelser såsom karbondisulfid, dialkylsulfider, dialkyldisulfider, merkaptaner, sulfoner, sulfoksider, sulfonsyrer, og liknende. Fremgangsmåten er særlig fordelaktig til behandling av vann som inneholder sulfat, sulfitt og tiosulfat. ;Egnede bakterier for å redusere svovelforbindelser til sulfid omfatter særlig svovel- og sulfatreduserende bakterier, såsom artene av stammen Desulfovibrio, Desulfo-tomaceulum, Desulfomonas, Desulfobulbus, Desulfobakter, Desulfococcus, Desulfonema, Desulfosarcina, Desulfo-bacterium, Desulforromas. Generelt er disse bakteriene tilgjengelige fra ulike anaerobe kulturer og/eller vokser spontant i de anaerobe reaktorer. ;Som et resultat av den partielle resirkulering av det rensete avløp til den innstrømmende væske, nedsettes sulfidkonsentrasjonen under den anaerobe behandling på en slik måte at den anaerobe flora (særlig de metanproduserende bakterier) ikke hemmes. ;En ytterligere fordel med denne utførelse er det at det ikke er behov for å nedsette pH i det delvis rensete avløpsvann for å muliggjøre at sulfidet fjernes. Dessuten er det ikke behov for gass-skrubbere som i sin tur ville danne sekundæreffluenter. ;Ved å velge egnet resirkuleringsgrad, kan det behandles enhver type avløpsvann som har en enhver svovel-konsentrasjon. Resirkuleringsgraden kan variere over et stor område, og kan for eksempel være 1-10. Når det behandles avløpsvann med høyt svovelinnhold, resirkuleres en forholdsvis stor andel av det rensete vann. Således kan avløpsvann som inneholder for eksempel 3 0 g/l COD og 2 g/l svovelforbindelser (beregnet som svovel) effektivt behandles med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. ;Et apparat som egner seg ved utøvelse av rense-fremgangsmåten omfatter en reaktor for anaerob behandling tilkoplet en reaktor for oksidasjon av sulfid til elementært svovel, og en separator for separering av elementært svovel, og videre en ledning for mating av en andel av separatoravløpet til den anaerobe reaktor. ;Fremgangsmåten til fjerning av svovelforbindelser kan for eksempel utføres i et behandlingsanlegg som skjematisk er vist på den medfølgende fig. 1. Ifølge fig. 1 ledes en avløpsvannstrøm 1 inn i en anaerob reaktor 2, hvori organiske urenheter hovedsakelig omdannes til metan og svovelforbindelsene omdannes til sulfid. De dannede gasser ledes bort fra den anaerobe reaktor 2 gjennom en ledning (ikke vist). Den anaerobe reaktor er via ledningen 3 forbundet med en oksidasjonsreaktor 4 hvor de produserte sulfider omdannes til elementært svovel ved hjelp av svoveloksiderende bakterier under slike betingelser (minimums sulfidmengde, oksygenkonsentrasjon) at det ved oksidasjonen nødvendigvis dannes svovel. Oksygen tilføres gjennom 5 med en egnet hastighet. Eventuelt inneholder reaktoren en bærer for de svoveloksiderende bakterier. Oppholdstiden i reaktoren 4 er forholdsvis kort (for eksempel under 2 0 minutter). Gjennom ledningen 6 føres det behandlede vann i reaktoren 4 til en separator 7, hvor det produserte svovel separeres gjennom 8. Det behandlede avvann deles deretter i en produksjonsstrøm 10 og en resirkuleringsstrøm 11, idet forholdet mellom disse strømmer reguleres til 1 i overensstemmelse med egen-skapene til det avløpsvann som skal behandles. ;Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fjerning av tungmetallioner fra vann som også kan inneholde svovelforbindelser, bringes vannet til å inneholde sulfidioner som reagerer med metallionenes og danner metallsulfider, og restsulfidet oksideres til elementært svovel i en aerob reaktor under anvendelse av en minste sulfidmengde slik det er beskrevet ovenfor. ;De sulfidioner som er nødvendig for å danne metallsulfider kan tilføres i den inngående strøm til reaktoren. Sulfidionene er fortrinnsvis dannet i vannet ved anaerob reduksjon av svovelforbindelser som allerede kan være tilstede i vannet som skal behandles og/eller de kan tilsettes. Dersom det må tilsettes en svovelforbindelse, foretrekkes det å benytte svovel. ;I det anaerobe trinn arbeides det fortrinnsvis med et svovel/metall-forhold som er tilstrekkelig til å sikre en stort sett fullstendig utfelling av tungmetallene. Således oppfanges alle tungmetallioner med sulfid i det anaerobe trinn. ;Det foretrekkes at metallsulfidene og det elementære svovel som dannes under renseprosessen separeres fra hver-andre, f.eks. ved sedimentering, filtrering, sentrifugering eller flotasjon. ;Det kan være ønskelig å tilsette en nutrient (elektrondonor) for å redusere svovelforbindelsene til sulfid. I tilfelle det behandlede vannet ikke inneholder organiske urenheter er det nødvendig å tilsette en slik elektrondonor. Avhengig av det aktuelle tilfelle kan det tilsettes de følgende nutrienter: hydrogen, karbon-monoksid, og organiske forbindelser såsom maursyre, sukker, fettsyrer, alkoholer, og stivelser. Ved behov kan det også tilsettes nutrientelementer i form av nitrogen, fosfat og sporelementer. ;Eksempler på avløpsvann som inneholder tungmetaller og som kan behandles med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter grunnvann, gruveavløp, industrielt avløps-vann, for eksempel fra fotografisk og metallurgisk industri, samt avløp fra gasskrubbere. De tungmetaller som kan fjernes under anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innbefatter alle metaller hvis korresponderende sulfid har lavt løselighetsprodukt. Eksempler er bly, tinn, bismuth, kadmium, kvikksølv, sølv, sink, kopper, nikkel, kobolt, jern, mangan, krom, vanadium og titan. ;Metallsulfidets oppholdstid i det aerobe trinn bør være tilstrekkelig kort til å hindre en for sterk oksidasjon, dvs at når oksidasjonen av sulfidet er fullstendig, så kan ikke metallsulfidene bevares som en utfelling. ;Ved å opprettholde en lav konsentrasjon for restsulfidet i det aerobe trinn (mikro-aerofil sulfidoksida-sjon) og i separasjonstrinnet hvor elementært svovel og vokset biomasse separeres fra vannstrømmen, forhindrer man at metallene gjenoppløses. Denne konsentrasjon kan variere over et stort område og kan for eksempel være 0,1 - 5 0 mg/l, fortrinnsvis 1-10 mg sulfid/l. Opprettholdelse av den nødvendige sulfidkonsentrasjon kan for eksempel kontrolleres ved å måle sulfidkonsentrasjonene eller redokspotensialet i den aerobe reaktor eller i separatoren. Redokspotensialet bør fortrinnsvis være negativt under sulfidoksidasjonen og separasjonen, for eksempel under -100 mV. Det skal bemerkes at under det første trinn, dvs. i det anaerobe sulfidreduserende trinn, bør redokspotensialet generelt ha en verdi i området -2 00 til -400 mV. ;Sulfidioner som eventuelt blir tilbake etter separasjonstrinnet kan oksideres f.eks. til sulfat på i og for seg kjent måte (for eksempel ved tilførsel av luft eller peroksid) før utslippet. ;Fremgangsmåten for fjerning av tungmetaller ifølge oppfinnelsen kan for eksempel gjennomføres i et apparat som skjematisk er vist på den medfølgende figur 2. Ifølge figur 2 føres avløpsvannstrømmen (influenten) 1 som skal behandles, til en buffer/blande-tank. Nutrienter og elektrondonor kan tilføres gjennom ledningen 13. Væsken fjernes fra bufringstanken gjennom ledningen 14 og til-føres til en anaerob reaktor 2 hvori svovelforbindelsene reduseres til sulfid og det dannes metallsulfider. Disse tas ut i bunnen av reaktoren 2 (ikke vist). De gasser som produseres under denne anaerobe prosess ledes gjennom ledningen 15 til et gassbehandlingsapparat 16 hvor H2S forbrennes eller fjernes. Den sulfidholdige væske som dannes i reaktoren 2 ledes gjennom ledningen 3 til en aerob reaktor 4 hvor oksidasjonen av sulfid til elementært svovel finner sted. Luft tilføres til den aerobe reaktor 4 gjennom ledningen 5. Gass ledes gjennom ledningen 17 til luktbehandlingsapparat 17. ;Den sulfidholdige væske fjernes fra den aerobe reaktor 4 gjennom ledningen 6 og mates inn i separatoren 7 for å fraskille svovelet. Svovel separeres gjennom ledningen 8 mens det rene avløpsvann slippes ut av separa-sjonsapparatet 7 gjennom ledningen 10. ;Måleresultatene i forbindelse med behandlings-systemet som gjennomføres ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen finnes oppsummert i tabell E og F nedenfor. ; Etanolen i innløpet er blitt tilsatt, og det ble også dannet 350 mg/l metallsulfidutfelling. ; Eksempel. ;For å fastsette forholdet mellom svovel- og/eller sulfatproduksjonen og tilsatshastigheten av sulfidslammet i et sulfidfjerningsanlegg, ble svoveldannelsen målt under et antall situasjoner ved likevekt. ;Under dette eksperiment ble kun sulfid og nutrienter, men ingen organiske forbindelser, tilført til reaktoren slik at N-innholdet ble bestemt utelukkende av den sulfidoksiderende biomasse. ;Resultatene er vist på fig. 3. Under 10 mg S/mg N*timer dannes det kun sulfat. Når slamtilførselshastig-heten overskrider 10 mg S/mg N'timer øker svovelproduk-sj onen.

Nitrogeninnholdet i de sulfidoksiderende bakterier ble målt med en modifisert Kjeldahl-metode utviklet av Novozamsky et al. (1938), Comm. Soil Science plant Anal. 14, 239-249.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte til rensing av vann som inneholder sulfid hvor sulfidet hovedsaklig oksideres til elementært svovel i en reaktor under anvendelse av en oppslemming som inneholder aerobe bakterier i form av biofilmer som er bundet til et bærermateriale,karakterisertved at det anvendes en oppslemmingsmengde på minst 10 mg sulfid pr. mg nitrogen i oppslemmingen pr. time, idet oppslemmingsmengden beregnes på basis av oppslemmingens sulfidoksiderende andel, hvor det, dersom vannet ikke inneholder noe organisk materiale, anvendes en sulfid-oppslemmingsmengde på minst 2 0 mg sulfid pr. mg nitrogen i oppslemmingen, og dersom vannet inneholder organisk materiale, anvendes det en sulfid-overflatemengde på minst 10 g sulfid pr. m<2>biofilmoverflate pr. dag.

2 . Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat dersom vannet ikke inneholder noe organisk materiale, anvendes det en sulfid-oppslemmingsmengde på minst 3 0 mg, fortrinnsvis minst 3 5 mg sulfid pr. mg nitrogen som er tilstede i oppslemmingsmengden, pr. time, eller dersom vannet inneholder organisk materiale, anvendes det en sulfid-overflatemengde på minst 20 g sulfid pr. m<2>biofilmoverflate pr. dag.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat oksygenkonsentrasjonen i reaktoren reguleres til en verdi i området 0,1 - 9,0 mg/l, fortrinnsvis ca 4 mg/l.

4. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3,karakterisert vedat det i utløpet fra den aerobe reaktor opprettholdes en sulfidkonsentrasjon innenfor området 0,5 - 3 0 mg/l.

5. Fremgangsmåte til rensing av vann som inneholder sulfid,karakterisert vedat a) minst en andel av sulfidet oksideres til elementært svovel i en første aerob reaktor, ved å anvende en fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-4, valg-fritt etterfulgt av separering av en andel av det •elementære svovel; b) væsken som oppnås i trinn a), føres inn i en andre aerob reaktor hvor resterende svovel og sulfid oksideres til sulfat.

6 . Fremgangsmåte i samsvar med krav 5,karakterisert vedat det i reaktoren hvori sulfidet oksyderes anvendes en sulfidmengde på minst 25 mg S/l- time.

7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1-6,karakterisert vedat det i reaktoren hvori sulfid oksyderes anvendes en sulfidmengde på minst 50 mg S/l-time, fortrinnsvis en mengde på 100-1000 mg S/l-time.

8. Fremgangsmåte til anaerob behandling av avløpsvann som har et høyt innhold av svovelforbindelser, og hvor svovelforbindelsene reduseres til sulfid under anaerob behandling hvoretter sulfidet fjernes,karakterisert vedat sulfidet fjernes under anvendelse av en fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-7.

9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8,karakterisert vedat, etter at sulfidet er fjernet, resirkuleres en andel av det rensede vann til det avløpsvann som skal behandles.

10. Fremgangsmåte i samsvar med krav 9,karakterisert vedat den andel av det rensede vann som resirkuleres, er slik at svovelinnholdet under den anaerobe behandling holdes under 800 mg S/l, og fortrinnsvis under 350 mg S/l.

11. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 8-10,karakterisert vedat den anvendes til å behandle vann som inneholder sulfat, sulfitt, og/eller tiosulfat.

12. Fremgangsmåte til fjerning av tungmetallioner fra vann som også kan inneholde svovelforbindelser, hvor vannet bringes til å inneholde sulfidioner som reagerer med metallionene til dannelse av metallsulfider,karakterisert vedat restmengden av sulfid oksyderes til elementært svovel i et aerobt trinn under anvendelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-7 .

13. Fremgangsmåte i samsvar med krav 12,karakterisert vedat vannet inneholder sulfidioner som en følge av en anaerob reduksjon av svovelforbindelser som allerede foreligger i, og/eller som tilsettes til vannet.

14 . Fremgangsmåte i samsvar med krav 13,karakterisert vedat et svovel/metall-forhold anvendes under den anaerobe reduksjon, idet det nevnte forhold er tilstrekkelig til å sikre en stort sett fullstendig utfelling av tungmetal1ionene.

15. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 12-14,karakterisert vedat under det aerobe trinn opprettholdes et negativt redoks-potensiale under -100 mV.

16. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 12-15,karakterisert vedat under det aerobe trinn opprettholdes det en konsentrasjon av sulfidioner på 0,1 - 50 mg/l, og fortrinnsvis 1-10 mg/l.