RU2108982C1

RU2108982C1 - Способ удаления соединений серы из воды (варианты) и способ обработки серусодержащего дымового газа

Info

Publication number: RU2108982C1
Application number: RU94046118A
Authority: RU
Inventors: Ян Нико Бейсман Сес
Original assignee: Паквес Б.В.
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1993-05-26
Publication date: 1998-04-20
Also published as: CN1092152C; NO944462L; NO944462D0; NO306816B1; CN1079449A; RU94046118A; US5518619A

Abstract

Изобретение относится к способам удаления соединений серы из воды, содержащей небольшие количества органических веществ. Способ заключается в анаэробном восстановлении соединений серы до сульфида обработкой сульфатвосстанавливающими бактериями с добавлением донора электронов с последующим частичным окислением сульфида до элементарной серы. Расход донора электронов снижают с помощью одного или нескольких технических приемов: поддержание концентрации сульфата в анаэробномстоке на уровне по крайней мере 500 мг/л; поддержание концентрации сульфита в анаэробном стоке на уровне по крайней мере 100 мг/л; поддержание концентраии соли, выраженной в эквивалентах иона натрия, в анаэробной среде на уровне по крайней мере 3 мг/л; поддержание концентрации сульфида в анаэробной втекающей среде на уровне по кране мере 100 мг/л; введение в анаэробную обрабатываемую среду ингибитора, который более токсичен для метанпродуцирующих бактерий, чем для неполностью окисляющих сульфатвосстанавливающих бактерий или для сульфатвосстанавливающих бактерий, оксиляющих соединения, содержащие один атом углерода. 3 с. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил., 10 табл.

Description

Изобретение относится к способу удаления соединений серы из воды и к способу обработки серусодержащего дымового газа.

Присутствие в воде соединений серы обычно является нежелательным фактором. В случае сульфатов, сульфитов и тиосульфатов основными недостатками являются разрушение сточных труб, эвтрофикации и заиливание. Кроме того, в воде, содержащей большое количество соединений серы, часто также присутствуют тяжелые металлы, которые особенно нежелательны вследствие их токсических свойств. Одним из типов сточных вод, в которых соединения серы, в частности, сульфиты, являются составной частью, которую трудно удалять, являются промывные воды с установок по обработке дымовых газов. Дымовые газы от электростанций и мусоросжигательных печей вызывают интенсивное загрязнение окружающей среды вследствие присутствия обладающего кислотными свойствами диоксида серы (SO₂). Пагубное воздействие кислот на леса, воды, строения и т.п. широко известно. Другими типами сточных вод, содержащих соединения серы, являются сточные воды, образующиеся в производстве печатной продукции, добывающей промышленности и в бумажной, резиновой, кожевенной промышленности и при производстве вискозы.

Для удаления серусодержащих соединений пригодны, главным образом, два типа методов - те, которые называются физико-химическими способами, и биологические методы.

Способы физико-химической обработки включают осаждение, ионный обмен и фильтрацию через мембраны (электродиализ и обратный осмос). Недостатками таких способов являются высокая стоимость и большой поток образующихся в результате отходов. В случае обработки дымовых газов обычно используют поглощение на извести или аммиаком. В таких случаях образуется большое количество гипса или сульфата аммония, которые частично могут быть использованы снова. Однако, особенно в случае гипса, его возможное применение становится меньше, поскольку ужесточаются требования к качеству гипса и насыщается рынок гипса.

В случае биологической обработки сульфаты, сульфиты и другие соединения серы восстанавливаются на анаэробной стадии с образованием сульфидов, которые, в свою очередь, могут быть окислены до элементарной серы. Такие способы известны, например, из заявки на Международный патент ВОИС 91/16269 и заявки на Европейский патент 451922.

Преимуществом такого способа является то, что только небольшие количества отходов остаются, поскольку образующаяся сера может быть снова использована. Однако недостаток способа состоит в том, что, особенно, когда сточные воды содержат мало органических веществ, должны добавляться доноры электронов для того, чтобы обеспечить достаточные эквиваленты восстановления для сульфатвосстанавливающих бактерий (SRB). Наиболее значительными донорами электронов являются метанол, этанол, глюкоза и другие сахариды, органические кислоты, такие как уксусная, пропионовая, масляная и молочная кислоты, водород и монооксид углерода. Применение этих доноров электронов приводит к существенному возрастанию стоимости такого способа удаления серы из потоков отходов.

Обнаружено, что органические соединения, имеющие два или большее число атомов углерода, разлагаются в анаэробных условиях с образованием водорода и ацетата. Водород может быть использован в качестве донора электронов для восстановления сульфатов, сульфитов и т.п. но при нормальных условиях около 50% ацетата превращается в метан продуцирующими метан бактериями (МРВ). При нормальных анаэробных условиях метанол превращается в метан примерно на 90%. В таком случае образование метана имеет те недостатки, что нужно добавлять дополнительный донор электронов (увеличение стоимости), и образуется газовый поток, загрязненный H₂S, который необходимо промывать и сжигать в факеле.

Найдены некоторые приемы, которые по отдельности или в сочетании дают в результате значительное уменьшение расхода донора электронов в процессе анаэробной обработки соединений серы в сточных водах, которые содержат малое количество органического вещества вследствие незначительного образования или отсутствия образования метана.

Такими техническими приемами способа, соответствующего изобретению, являются:
а1) поддержание концентрации сульфата в анаэробной сточной воде по крайней мере на уровне 500 мг/л;
а2) поддержание концентрации сульфита в анаэробной сточной воде по крайней мере на уровне 100 мг/л;
б) поддержание концентрации соли, выраженной в эквивалентах иона натрия, в анаэробной среде на уровне по крайней мере 6 г/л в мезофильных условиях или по крайней мере на уровне 3 г/л - в термофильных условиях;
в) поддержание концентрации сульфида в анаэробной втекающей среде по крайней мере на уровне 100 мг/л;
г) введение ингибитора в анаэробную обрабатываемую среду, который является более токсичным для бактерий, продуцирующих метан, чем для неполностью окисляющих сульфатвосстанавливающих бактерий или сульфатвосстанавливающих бактерий, окисляющих соединения, имеющие один атом углерода.

Для восстановления соединений серы до сульфида необходим донор электронов, как следует из уравнений реакций, приведенных ниже для сульфата, сульфита и тиосульфата.

.

В случае, когда должна обрабатываться вода, содержащая небольшое количество органического вещества или не содержащая органическое вещество, должен быть добавлен такой донор электронов. В зависимости от применяемого процесса могут быть использованы следующие доноры электронов: водород, монооксид углерода и органические соединения, такие как жирные кислоты, спирты, сахара, крахмалы и органические отходы. Предпочтительно использовать метанол, этанол, глюкозу, полисахариды, такие как сахароза, крахмал или целлюлоза, или карбоновую кислоту (жирную кислоту). Следующие далее уравнения реакций показывают, в качестве примера, электроннодонорную функцию этанола.

.

При необходимости добавляют также элементы питания в форме азота, фосфата и микроэлементов.

При использовании способа по изобретению в значительной степени улучшается эффективность доноров электронов.

Технический прием а) может относиться к концентрации сульфата (а1). Минимальная концентрация сульфата в соответствии с изобретением представляет собой концентрацию в сточных водах анаэробного реактора. Для реактора с перемешиванием это также является концентрацией в самом реакторе (в анаэробной среде). Минимальная концентрация сульфата в анаэробных сточных водах особенно пригодна для сточных вод, которые содержат относительно малые количества органических соединений, т.е. к которым должны добавляться органические соединения (доноры электронов). Такие малые количества органических соединений могут быть выражены в виде способности сточной воды поглощать кислород (COD) в количестве менее 2 г, предпочтительно - менее 1,5 г O₂ на 1 г сульфата. Это может быть также выражено в виде содержания растворенного органического углерода, которое составляет менее 600 мг C на 1 г сульфата. Минимальную концентрацию сульфата используют особенно в условиях равновесия и/или условиях, при которых основную часть, т.е. более 50%, или даже более 75%, поступающего сульфата восстанавливают до сульфида.

Так как сульфит и тиосульфат в условиях реакции могут быть превращены в сульфат путем диспропорционирования, может быть также использована эквивалентная концентрация сульфита или тиосульфата. Уравнения реакций диспропорционирования для сульфита и тиосульфата имеют следующий вид:

.

Из этих уравнений следует, что коэффициент перехода сульфата в сульфит составляет 4/3•80/96 = 1,11 и коэффициент перехода сульфата в тиосульфат составляет 1•112/96 = 1,16. Таким образом, концентрация сульфата 500 мг/л соответствует концентрации сульфита 550 мг/л и концентрации тиосульфата 580 мг/л. Однако найдено, что концентрация сульфита, которая ниже, чем соответствующая концентрация сульфата, уже является эффективной для промотирования восстановления до сульфида. Так, минимальная концентрация сульфита в способе изобретения составляет 100 мг/л.

Предпочтительно, чтобы концентрация сульфата в анаэробных сточных водах составляла по крайней мере 900 мг/л. Верхний предел концентрации сульфата обеспечивается, прежде всего, при верхнем пределе концентрации соли (см. б), который составляет порядка 50 г/л для сульфата натрия. Кроме того, предпочтительно, чтобы в анаэробном реакторе превращалось не более 3 г сульфата на 1 л в сульфид, так как более высокая концентрация сульфида является токсичной для SRB. Если в анаэробном реакторе не существует ограничивающих условий (таких, как ограничения в доноре электронов или питательных элементах), концентрация сульфата во втекающей в реактор среде не должна превышать 3 г/л. В случае тиосульфата могут быть использованы такие же концентрации, как и в случае сульфата.

Для сульфита (а2) концентрация предпочтительно составляет по крайней мере 300, предпочтительнее - по крайней мере 400, мг/л анаэробной сточной воды. Верхний предел для сульфита определяется пределом токсичности самого сульфита. Предпочтительно концентрация сульфита не превышает 2 г/л.

Концентрация сульфата (сульфита, тиосульфата) может регулироваться различными способами. В рециркулирующих системах, в которых большая часть очищенной воды направляется на рециркуляцию, таких как десульфуризация дымовых газов, концентрация сульфата (сульфита) может регулироваться путем корректировки условий реакции. Таким образом, концентрация сульфата в воде с высокой загрузкой сульфата (или сульфита), например, > 7 г/л, когда большая часть воды направляется на рециркуляцию, а небольшая часть сливается, может регулироваться путем корректировки добавляемого количества донора электронов или путем ограничения концентрации питательных веществ, таких как фосфат. В системах очистки воды, в которых вода почти не рециркулирует, а слив почти так же велик, как загрузка, например, при обработке воды с низким содержанием сульфата, таким как l- 7 г/л, система удаления сульфата может состоять из двух стадий, причем на первой стадии концентрация сульфата поддерживается на уровне, упомянутом выше, а на второй стадии уменьшается.

Бактерии, которые могут быть использованы на анаэробной стадии способа, соответствующего изобретению - восстановления соединений серы до сульфидов, - представляют собой, в частности, серные и сульфатвосстанавливающие бактерии (SRB), такие как бактерии родов Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfomonas, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema, Desulfosarcina, Desulfobacterium and Desulforomas. SRB могут быть классифицированы в соответствии с их метаболизмом. Полностью окисляющие сульфатвосстанавливающие бактерии (с -SRB) способны окислять органический субстрат до CO₂, в то время как неполностью окисляющие сульфатвосстанавливающие бактерии (i - SRB) окисляют органический субстрат до ацетата, который далее не может быть окислен. i -SRB растут значительно быстрее (примерно в 5 раз), чем с -SRB. Подходящие сульфатвосстанавливающие бактерии обычно доступны из разных анаэробных культур и/или самопроизвольно растут в реакторе.

Оптимальные концентрации сульфата и сульфита, как упоминалось выше, различаются для этих типов SRB. Для i- SRB концентрация сульфата составляет предпочтительно от 0,5 до 3 г/л, в особенности - от 1 до 2 г/л, в то время как концентрация сульфита составляет предпочтительно от 0,5 до 2 г/л, в особенности - от 0,9 до 1,5 г/л (фиг. 1). Для с-SRB концентрация сульфата составляет предпочтительно от 0,4 до 5 г/л, в особенности - от 1 до 2 г/л, в то время как концентрация сульфита составляет от 0,3 до 1,5 г/л, в особенности - от 0,4 до 1 г/л (фиг. 2). Фиг. 1 и 2 показывают активность образования сульфида в мг на л среды в день для i-SRВ и с - SRB соответственно, как функцию концентрации сульфата (.) и сульфита (+).

Концентрацию соли, в соответствии с критерием (в) предпочтительно поддерживать на уровне 6 г Na⁺/л или выше в мезофильных условиях, т.е. при умеренных температурах, например, 20 - 40^oC. При этих условиях предпочтительна концентрация соли по крайней мере 7 г/л, предпочтительнее от 10 до 25 г Na на 1 л, и в особенности - от 12 до 14 г Na на 1 л. В термофильных условиях, т. е. при температурах выше 40^oC, особенно, выше 45^oC, которые могут применяться при десульфуризации дымовых газов, концентрация соли может быть ниже, чтобы получить аналогичный благоприятный эффект по расходу донора электронов. Когда при термофильных условиях используют донор электронов, содержащий два или большее число атомов углерода, такой как этанол, предпочтительная концентрация натрия составляет, по крайней мере 3 г/л, предпочтительно от 4 до 8 г/л. Для одноуглеродных доноров электронов, таких как метанол, оптимальная термофильная концентрация соли является различной и составляет, предпочтительно от 6 до 14 г Na/л.

Для солей, содержащих катионы иные, чем натрий, применяют соответствующие концентрации. Например, для калия концентрация составляет по крайней мере около 10 г/л, предпочтительно по крайней мере 12 г/л. Вместо концентрации соли в качестве параметра может быть использована проводимость; в мезофильных условиях проводимость составляет по крайней мере 24 мСм/см и не превышает 90 мСм/см; проводимость в особенности составляет от 24 до 48 мСм/см. При термофильных условиях эти величины соответственно ниже: от 12 до 56 мСм/см.

Найдено, что минимальная концентрация сульфида в анаэробной втекающей среде около 100 мг/л является, в результате относительно благоприятной для SRB. Минимальная концентрация сульфида в соответствии с критерием (с) может быть достигнута, например, путем добавления сульфида во втекающую в реактор среду при запуске анаэробного реактора и частичной рециркуляции стока из реактора, чтобы поддерживать концентрацию сульфида на желаемом уровне. Концентрация сульфида составляет предпочтительно по крайней мере 100 мг/л, предпочтительнее по крайней мере 150 мг/л, и наиболее предпочтительно по крайней мере 200 мг/л, в то время как концентрация сульфида свыше 500 мг/л не приводит, как правило, к дополнительным улучшениям.

В качестве дополнительного критерия предлагается поддерживать толщину биопленки анаэробных бактерий менее 0,5 мм.

Это может быть достигнуто, например, путем энергичного возмущения среды, например, путем инжекции газа. Толщина также может регулироваться за счет выбора материала носителя. Материал носителя предпочтительно иметь площадь поверхности от 50 до 250 м²/м³, когда используют "неподвижную пленку" или фильтрующий слой; когда используют псевдоожиженный слой или "петлю с перемешиванием струей воздуха" ("air - liftloop"), площадь поверхности может быть больше - до 3000 м²/м³. Предпочтительной толщиной биопленки является толщина менее 0,25 мм. Чтобы получить более тонкие биопленки, полезным может оказаться использование хлопьевидного ила (sludge) скорее, чем гранулированного ила.

Описанные выше технические приемы (а), (б) и (в) могут с успехом сочетаться, например, стоки с высокой концентрацией сульфата/ сульфита (а) одновременно с высокой концентрацией соли (б), или стоки с высокой концентрацией сульфата/сульфита (а) одновременно с высокой концентрацией сульфида во втекающей среде (в), или высокая концентрация соли (б) одновременно с высокой концентрацией сульфида во втекающей среде (в).

Кроме того, найдено, что реакция протекает более успешно, если pH анаэробной среды поддерживают на уровне выше 7,5.

Анаэробная очистка может осуществляться предпочтительно по крайней мере часть времени при повышенной температуре, в частности, при температуре 40 - 100^oC. Повышенная температура может использоваться непрерывно, или фактически непрерывно, например, когда доступны недорогие источники энергии, как в случае горячих дымовых газов и/или теплой промывной жидкости. В таких случаях донор электронов обычно не присутствует в самих сточных водах и экономичное использование добавляемого донора электронов является тогда особенно важным. Подходящей повышенной температурой является, в частности, температура 45 - 70^oC, особенно - 50 - 55^oC. Анаэробная обработка может также осуществляться периодически при повышенной температуре. Особенно подходящей температурой для периодического повышения температуры является температура 60 - 80^oC. Повышенная температура может поддерживаться в течение времени от одного или нескольких часов до нескольких суток, например, в течение 1 недели.

Критерий (г) относится к применению ингибитора, главным образом, для продуцирующих метан бактерий. Таким образом, расход донора электронов снижается при введении в анаэробную обрабатываемую среду ингибитора, более токсичного для продуцирующих метан бактерий, чем для неполностью окисляющих сульфатвосстанавливающих бактерий или для сульфатвосстанавливающих бактерий, окисляющих соединения, содержащие один атом углерода.

В способе удаления соединений серы из воды по настоящему изобретению воду подвергают анаэробной обработке бактериями, которые включают, как правило, неполностью окисляющие сульфатвосстанавливающие бактерии, сульфатвосстанавливающие бактерии, окисляющие соединения, имеющие один атом углерода, а также бактерии, продуцирующие метан. Вообще, i - SRB выделяют ацетат, когда используют субстраты, содержащие два или большее число атомов углерода, и этот ацетат может быть разрушен только с SRB. Следовательно, способ по настоящему изобретению с использованием ингибиторов может быть применен с большим успехом, если добавляются доноры электронов, которые не преобразуются бактериями в ацетат. Предпочтительно использовать в качестве доноров электронов соединения без атомов углерода или содержащие только один атом углерода, такие как водород, метан, метанол, формальдегид, муравьиная кислота и монооксид углерода.

Найдено, что для применения в качестве ингибиторов в способе, соответствующем настоящему изобретению, подходящими являются галогенированные соединения, содержащие один атом углерода, причем предпочтительно использовать в качестве ингибитора хлороформ.

С другой стороны, монохлорметан, дихлорметан и тетрахлорметан также могут быть использованы как галогенированные соединения, содержащие один атом углерода. Тетрахлорметан в анаэробных условиях настоящего способа имеет свойство превращаться в хлороформ и/или соединение метана, содержащее менее трех атомов хлора. Кроме хлорсодержащих соединений, с успехом могут также использоваться бром - и иодсодержащие соединения метана.

Ингибитор может использоваться, например, в количестве 0,01 - 20 мг, предпочтительно 0,05 - 5 мг, на 1 л обрабатываемой среды. В случае хлороформа, активность ингибитора имеет оптимальное значение при концентрации 0,1 г/л.

Критерий (г) может сочетаться с одним или несколькими критериями (а), (б) и (в), обсужденными выше.

С применением способа настоящего изобретения могут быть обработаны различные сточные воды, например грунтовая вода, горнодобывающие стоки, промышленные сточные воды, например, образующиеся при производстве печатной продукции, в металлургии, в кожевенном производстве, производстве резины, вискозы и волокна, в бумажной промышленности и в производстве полимеров, и промывные воды с установок переработки дымовых газов.

Изобретение также относится к способу обработки серусодержащего дымового газа, при котором дымовой газ промывают промывочной жидкостью, и промывочную жидкость регенерируют, и регенерируют ее с использованием способа изобретения, описанного выше. В случае обработки дымовых газов SO₂ может быть удален из дымовых газов с использованием большого скруббера, и затем подан в форме, растворенной в промывочной воде, в анаэробный реактор. Растворенный SO₂ находится, главным образом в форме сульфита и бисульфита. Сульфит и бисульфит превращаются в сульфид в анаэробном биологическом реакторе.

Образованный таким образом сульфид затем может быть окислен до элементарной серы в отдельном реакторе. Элементарная сера может быть использована в качестве сырья в разных случаях применения.

Такое окисление осуществляют предпочтительно во втором биологическом реакторе. Во второй биологический реактор подачу кислорода регулируют таким образом, чтобы сульфид окислялся только до серы, а не, или только в незначительной степени, до сульфата. Частичное окисление может быть осуществлено, например, путем поддержания количества или в реакторе на низком уровне, или путем использования короткого времени нахождения в реакторе. Однако предпочтительнее использовать недостаточное количество кислорода. Количество кислорода может быть быстро и просто скорректировано в соответствии с требованиями потоков, которые обрабатываются.

Способ, соответствующий изобретению, может быть использован для широкого ряда соединений серы, и в первую очередь способ особенно подходящ для удаления неорганических сульфата и сульфита. Другие возможные соединения серы представляют собой другие неорганические соединения серы, такие как тиосульфаты, тетратионаты, дитионаты, элементарная сера и т.п. Органические соединения серы, такие как алкансульфонаты, диалкилсульфиды, диалкилдисульфиды, меркаптаны, сульфоны, сульфоксиды, сероуглерод и т.п., также могут быть удалены из воды по способу, соответствующему настоящему изобретению.

Продукт, образующийся по способу, соответствующему настоящему изобретению, представляет собой, если используется последующее окисление, элементарную серу, которую просто отделить от воды, например, путем отстаивания, фильтрации, центрифугирования или флотации, и может быть снова использован.

Для последующего окисления сульфида сульфидокисляющими бактериями и при недостатке кислорода может быть использован способ заявки на патент Нидерландов 88.01009. Бактерии, которые могут быть использованы в таком случае, происходят из группы бесцветных серных бактерий, таких как Thiobacillus, Thiomicrospira, Sulpolodus и Thermothrix.

Примеры.

Табл. А иллюстрирует влияние концентрации сульфата на расход этанола для реактора, содержащего гранулированный ил, выращенный на сточной воде бумажной промышленности и обработанный затем этанолом.

Табл. В показывает влияние концентрации соли на расход метанола (донор электронов) во время восстановления сульфата при использовании гранулированного ила, выросшего на сточной воде и обработанного затем метанолом (30^oC, pH 7,5, время инкубации 5 ч). Из табл. В следует, что на кг образовавшегося сульфида используется только около 25% количества метанола при увеличении концентрации соли. Теоретический максимум составляет 0,75 мг S^2- на 1 кг метанола.

Табл. С показывает влияние концентрации соли на восстановление сульфата для реактора, содержащего гранулированный ил, выращенный на смеси ацетата, пропионата и бутирата в мезофильных условиях.

Табл. Д иллюстрирует влияние концентрации натрия на сульфидогенную и метаногенную активность (% относительно теоретического максимума) в термофильной системе (55^oC), содержащей сульфат /сульфит и этанол.

Табл. Е показывает влияние концентрации натрия на сульфидогенную и метаногенную активность (% относительно теоретического максимума) в термофильной системе (55^oC), содержащей сульфат/сульфит и метанол.

Табл. F показывает влияние толщины биопленки на восстановление сульфата для реактора, содержащего гранулированный ил, выросший на смеси ацетата и глюкозы.

В табл. G сведены результаты ингибирования рядом хлорсодержащих соединений, которые вызывают 50 или 80% ингибирования активности МРВ, i - SRB и с - SRB. Указанные численные значения относятся к концентрации соответствующего ингибитора в мг/л..

Табл. H иллюстрирует влияние втекающего сульфита на продуцирование сульфида. Концентрация сульфида во втекающей среде 400 мг/л, когда анаэробный процесс осуществляют при 30^oC, при pH 7,5, при концентрации сульфата во втекающей среде 1500 мг/л, концентрации метанола во втекающей среде 1250 мг/л и времени инкубации 5 ч. в течение 60 дней, дает в результате 40% увеличение расхода метанола SRB.

Табл. J показывает активность анаэробного продуцирования сульфида в периодическом процессе, выполняемом при 30^oC, при pH 7,5, при концентрации сульфата во втекающей среде 1500 мг/л и концентрации этанола во втекающей среде 1250 мг/л, как функцию начальной концентрации сульфида.

Табл. K показывает влияние вытекающего сульфита на расход метанола. Концентрация сульфита свыше 100 мг/л уже дает в результате более высокую эффективность сульфид/метанол и при концентрации свыше 300 мг/л достигается максимальная эффективность.

В случае дымовых газов способ, соответствующий изобретению, может быть осуществлен на установке, схематически показанной на фиг. З. Дымовой газ, загрязненный диоксидом серы, поступает через поз. 1 в скруббер 2. В этом скруббере дымовой газ обрабатывается противотоком промывной воды, которая поступает через поз. 3. Обработанный дымовой газ удаляют через поз. 4 или обрабатывают дальше. Сульфитсодержащую промывную воду подают по линии 5 в анаэробный реактор 6. В анаэробный реактор 6 также подают - через поз. 7 - донор электронов, такой как этанол. Образовавшийся в реакторе газ, который представляет собой по существу CO₂, и в меньшей степени H₂S, удаляют через поз. 8 на установку обработки газа (не показана). Анаэробный сток, в котором концентрацию сульфита поддерживают на уровне от 300 мг до 2 г на 1 л, подают через поз. 9 в аэробный, или частично аэробный, реактор 10, в который также подают воздух через поз. 11. Избыток воздуха удаляют через поз. 12. Серусодержащий сток подают через поз. 13 в отстойник 14, где серу отделяют и удаляют через поз. 15. Сток после осаждения серы удаляют через поз. 16, и его можно снова использовать в качестве промывной воды. Часть может быть удалена через поз. 17 и при необходимости заменена свежей водой, которая также может содержать буферные и питательные вещества, и подается через поз. 18.

Claims

1. Способ удаления соединений серы из воды, при котором воду подвергают анаэробной обработке серными и/или сульфатвосстанавливающими бактериями с добавлением донора электронов, отличающийся тем, что расход донора электронов снижают с помощью одного или нескольких из следующих технических приемов: поддержание концентрации сульфата в анаэробном стоке на уровне по крайней мере 500 мг/л; поддержание концентрации сульфита в анаэробном стоке на уровне по крайней мере 100 мг/л; поддержание концентрации соли, выраженной в эквивалентах иона натрия, в анаэробной среде на уровне по крайней мере 6 г/л при мезофильных условиях или на уровне по крайней мере 3 г/л при термофильных условиях; поддержание концентрации сульфида во втекающей анаэробной среде на уровне по крайней мере 100 мг/л.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщину биопленки анаэробных бактерий поддерживают на уровне менее 0,5 мм, предпочтительно используя энергичное возмущение среды.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что концентрацию сульфата в анаэробном стоке поддерживают на уровне по крайней мере 900 мг/л, в частности от 1 до 3 г/л.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что концентрацию сульфита в анаэробном стоке поддерживают на уровне по крайней мере 300 мг/л, предпочтительно от 0,4 до 2 г/л.

5. Способ по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что концентрацию соли, выраженную в эквивалентах иона натрия, поддерживают на уровне по крайней мере 7 г/л.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что проводимость воды в мезофильных условиях поддерживают на уровне по крайней мере 24 мСм/см.

7. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что проводимость воды в термофильных условиях поддерживают на уровне по крайней мере 12 мСм/см.

8. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что концентрация сульфида во втекающей среде составляет от 200 до 500 мг/л.

9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что рН анаэробной среды поддерживают на уровне выше 7,5.

10. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что в качестве донора электронов используют метанол, этанол, органическую кислоту, крахмал или целлюлозу.

11. Способ удаления соединений серы из воды, при котором воду подвергают анаэробной обработке серными и/или сульфатвосстанавливающими бактериями с добавлением донора электронов, отличающийся тем, что расход донора электронов снижают путем введения в анаэробную обрабатываемую среду галогенсодержащего соединения с одним атомом углерода в качестве ингибитора в количестве 0,01 - 20,0 мг, предпочтительно 0,05 - 5,0 мг, на 1 л обрабатываемой среды и этот ингибитор является более токсичным для метанпродуцирующих бактерий, чем для неполностью окисляющих сульфатвосстанавливающих бактерий или для сульфатвосстанавливающих бактерий, окисляющих соединения с одним атомом углерода, и использования в качестве донора электронов соединения, не содержащего углерод или содержащего один атом углерода, такого, как водород, метан, метанол, формальдегид, муравьиная кислота или монооксид углерода.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве ингибитора используют хлороформ.

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что дополнительно содержит один или несколько технических приемов, включающих поддержание концентрации сульфата в анаэробном стоке на уровне по крайней мере 500 мг/л, поддержание концентрации сульфита в анаэробном стоке на уровне по крайней мере 100 мг/л, поддержание концентрации соли, выраженной в эквивалентах иона натрия, в анаэробной среде на уровне по крайней мере 6 г/л при мезофильных условиях или на уровне по крайней мере 3 г/л при термофильных условиях, поддержание концентрации сульфида во втекающей анаэробной среде на уровне по крайней мере 100 мг/л по одному из пп.1 - 10.

14. Способ по любому из пп. 1 - 13, отличающийся тем, что обработку осуществляют по крайней мере часть времени при 40 - 100^oС.

15. Способ по любому из пп.1 - 14, отличающийся тем, что анаэробную обработку осуществляют в две стадии, причем на первой стадии поддерживают высокую концентрацию сульфата, а на второй стадии концентрацию сульфата снижают.

16. Способ по любому из пп.1 - 15, отличающийся тем, что часть обработанной анаэробно воды возвращают в повторный цикл.

17. Способ по любому из пп.1 - 16, отличающийся тем, что сульфат удаляют из воды.

18. Способ по любому из пп.1 - 16, отличающийся тем, что из воды удаляют сульфит.

19. Способ по любому из пп.1 - 16, отличающийся тем, что из воды удаляют тиосульфат.

20. Способ по любому из пп.1 - 19, отличающийся тем, что образовавшийся сульфид окисляют по существу до элементарной серы и образовавшуюся серу удаляют.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что сульфид окисляют частично сульфидокисляющими бактериями в присутствии недостаточного количества кислорода.

22. Способ обработки серусодержащего дымового газа, при котором дымовой газ промывают промывочной жидкостью и промывочную жидкость регенерируют, отличающийся тем, что промывочную жидкость регенерируют, используя способ по одному из пп.1 - 21.