公布日：2022.11.01
申请日：2022.07.29
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F1/74(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，前置反应澄清器的出水口和污泥厌氧发酵装置的出水口汇集与厌氧生物反应器底部侧面的进水口相连通，所述厌氧生物反应器内自下到上依次设置有布水系统及三相分离器，其中，布水系统与所述进水口相连通，三相分离器的出水口与硫化物微氧化装置的入口相连通，硫化物微氧化装置的出水口与深度处理系统相连通。还包括三相分离器的出水口与前置反应澄清器的上部相连通，硫化物微氧化装置的上部排气口与前置反应澄清器的液面下部相连通，厌氧生物反应器侧面的排泥管与厌氧发酵装置上部相连通，该系统及方法能够实现脱硫废水的软化、重金属去除及单质硫的回收。
权利要求书
1.一种脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，其特征在于，包括前置反应澄清器(1)、污泥厌氧发酵装置(2)、厌氧生物反应器(3)、硫化物微氧化装置(6)、单质硫回收装置(10)及深度处理系统(11)；前置反应澄清器(1)的出水口及污泥厌氧发酵装置(2)的出水口与厌氧生物反应器(3)底部侧面的进水口相连通，所述厌氧生物反应器内自下到上依次设置有布水系统(4)及三相分离器(5)，其中，布水系统(4)与厌氧生物反应器(3)底部侧面的进水口相连通，三相分离器(5)的出水口与硫化物微氧化装置(6)的入口相连通，硫化物氧化装置的出水口与深度处理系统(11)相连通，三相分离器(5)的出水口与前置反应澄清器(1)的上部相连通，硫化物微氧化装置(6)的上部排气口与前置反应澄清器(1)的液面下部相连通，硫化物微氧化装置(6)的侧面与单质硫回收装置(10)相连通，厌氧生物反应器(3)侧面的排泥管与污泥厌氧发酵装置(2)上部相连通。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，其特征在于，还包括曝气风机(7)，其中，曝气风机(7)的出口与硫化物微氧化装置(6)相连通。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，其特征在于，还包括风机(12)，其中，硫化物微氧化装置(6)的顶部出口经风机(12)与前置反应澄清器(1)相连通。
4.一种脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，其特征在于，包括以下步骤：1)脱硫废水与厌氧生物反应器回流液进入前置反应澄清器(1)进行缓冲稀释、沉淀反应及排泥，回流液中的溶解态S2-和硫化物微氧化装置产生的H2S气体进入废水中产生的S2-与脱硫废水中的重金属反应生成硫化物沉淀，实现重金属的高效去除；2)经处理后的废水与污泥厌氧发酵装置(2)产生的污泥发酵液混合进入厌氧生物反应器(3)，在厌氧条件下，硫酸盐还原菌利用污泥发酵液中的有机物作为细胞合成的碳源及电子供体，将脱硫废水中的硫酸盐还原为硫化物，实现硫酸根离子去除；排泥进入污泥厌氧发酵装置(2)继续发酵回用；3)处理后的废水进入硫化物微氧化装置(6)，在微曝气的条件下，将硫化物氧化为硫单质，产生的泡沫硫单质通过机械刮板装置(9)刮出，进入单质硫回收装置(10)，出水进入深度处理系统(11)处理，产生的H2S气体通过风机(12)进入前置反应澄清器(1)液面以下。
5.根据权利要求4所述的脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，其特征在于，前置反应澄清器的pH控制在8。
6.根据权利要求4所述的脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，其特征在于，厌氧生物反应器的反应温度为30-40℃，控制pH值为7-8，控制碳硫比ρ(COD)/ρ(SO42-)为2-3。
7.根据权利要求4所述的脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，其特征在于，硫化物微氧化装置中控制氧化还原电位为S1mV＜ORP＜S2mV。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法，该系统具有处理效率高、处理成本低、不易造成二次污染的优点，能够同时去除脱硫废水中的重金属离子和硫酸根离子，同时通过微氧化法实现单质硫的资源回收，实现了脱硫废水和污泥的协同处理，达到以废治废的目的。
为达到上述目的，本发明所述的一种脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法包括前置反应澄清器、污泥厌氧发酵装置、厌氧生物反应器、硫化物微氧化装置、单质硫回收装置、深度处理系统。
前置反应澄清器的出水口和污泥厌氧发酵装置的出水口汇集与厌氧生物反应器底部侧面的进水口相连通，所述厌氧生物反应器内自下到上依次设置有布水系统及三相分离器，其中，布水系统与所述进水口相连通，三相分离器的出水口与硫化物微氧化装置的入口相连通，硫化物微氧化装置的出水口与深度处理系统相连通。
前置反应澄清器的出水口和污泥厌氧发酵装置的出水口汇集与厌氧生物反应器底部侧面的进水口相连通。
三相分离器的出水口与硫化物微氧化装置的入口相连通。
硫化物微氧化装置的出水口与深度处理系统相连通。
还包括三相分离器的出水口与前置反应澄清器的上部相连通，硫化物微氧化装置的上部排气口与前置反应澄清器的液面下部相连通，硫化物微氧化装置侧面与单质硫回收装置相连通，厌氧生物反应器侧面的排泥管与污泥厌氧发酵装置上部相连通。
本发明所述的一种脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法包括以下步骤：
1)脱硫废水与厌氧生物反应器回流液进入前置反应澄清器进行缓冲稀释、沉淀反应、排泥，回流液中的溶解态S2-和硫化物氧化装置产生的H2S气体进入废水中产生的S2-与脱硫废水中的重金属反应生成溶度积较小的硫化物沉淀，实现重金属的高效去除；
2)经处理后的废水与污泥厌氧发酵装置产生的污泥发酵液混合进入厌氧生物反应器，在厌氧条件下，硫酸盐还原菌(SRB)利用污泥发酵液中的有机物作为细胞合成的碳源及电子供体，将脱硫废水中的硫酸盐还原为硫化物，实现硫酸根离子去除；
3)处理后的废水进入硫化物微氧化装置，在微曝气的条件下，将硫化物氧化为硫单质，产生的泡沫硫单质通过机械刮板装置及时有效地刮出，进入单质硫回收装置；出水进入深度处理系统。
前置反应澄清器控制pH值为8左右。
厌氧生物反应器的反应温度为30-40℃，控制pH值为7-8，控制碳硫比ρ(COD)/ρ(SO42-)为2-3。
硫化物微氧化装置中控制氧化还原电位为S1mV＜ORP＜S2mV。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的脱硫废水生物软化及单质硫回收的系统及方法在具体操作时，通过回流厌氧反应器出水至前置反应澄清器，回流液中S2-与脱硫废水中的重金属离子反应形成硫化物沉淀，实现了重金属离子的去除；通过硫酸盐还原菌以厌氧污泥发酵液中的有机物作为细胞合成的碳源和电子供体，将SO42-还原为硫化物，实现脱硫废水中硫酸盐生物还原，同时通过微氧化法回收单质硫，具有处理效率高、处理成本低、无需加药、不易造成二次污染等优点，同时实现脱硫废水与污泥的协同处理，达到以废治废的目的，具有良好的经济、社会和环境效益，对火电厂脱硫废水达标排放、零排放处理具有重要意义，推广应用前景广阔。
（发明人：郭娉;刘亚鹏;张明宽;毛进;王璟;田姿;强雪妮;李亚娟）
