生物法处理含硫酸盐酸性废水及回收单质硫工艺.doc

1 生物法处理含硫酸盐酸性废水及回收单质硫工艺论文作者:李亚新苏冰琴耿诏宇药宝宝池勇志摘要:提出了以生活垃圾酸性发酵产物为硫酸盐还原菌碳源生物处理含硫酸盐酸性废水和回收单质硫工艺流程, 总结了小试的主要研究结果和最佳工艺参数。关键词:生物法硫酸盐硫酸盐还原菌生活垃圾单质硫 0 前言化工、制药、金属加工和采矿等工业部门排出的废水中以及用某些固体脱硫剂去除烟气中 SO2 时固体脱硫剂再生废液中都含有高浓度的硫酸盐。特别是硫化系矿山在开采过程中所含的硫化物被氧化为硫酸而产生的酸性矿山废水中含有高浓度的硫酸盐。我国北方酸性矿井水主要分布在 2 陕、宁、鲁和内蒙等省区。我国南方煤矿大部分为高硫煤, 特别是川、贵、桂等省区, 矿井水多呈酸性,pH 值最低至 ~ ,其硫酸盐含量高达 3000mg/L 。含硫酸盐酸性废水不经处理直接排入水体使受纳水体酸化,降低 pH ,危害水生生物, 并产生潜在腐蚀性。含硫酸盐酸性废水也会破坏土壤结构, 减少农作物产量。酸性矿山废水的污染是一个全球性问题,因此酸性矿山废水处理受到国内外学者的广泛关注。目前,国内外处理酸性矿山废水主要采用石灰石或石灰作中和剂的中和法处理。该法的严重缺点是中和产生巨量难以处置的固体废弃物硫酸钙( 石膏) ,产生严重的二次污染鍄?[1] 。湿地法是国内外近年来研究的一种新处理工艺。但由于湿地法占地面积大,处理程度受环境影响很大,而且由于残余硫化氢从土壤中逸出污染大气环境, 因此湿地法在应用上有很大的局限性鍄?[2]。由于中和法和湿地法的明显缺陷和局限, 利用自然界硫循环原理的生物法处理酸性矿山废水技术就成为研究的前沿课题鍄?[3]。生物法处理酸性矿山废水的基本原理就是在厌氧条件下利用硫酸盐还原菌(Sulfate Reduction Bacteria, SRB) 使 SO42- 还原为 H2S , 再用化学法或生物法将 H2S 氧化为单质硫, 进而从水中回收紧缺物资单质硫。由于单质硫的回收, 使处理本身产生环境社会效益的同时又具有一定的经济效益。只有当存在电子供体时 SRB 才能将 SO42- 还原为 3 H2S 。酸性矿山废水中有机物含量通常很低,所以利用 SR B 还原 SO42- 的关键是选择技术可行、经济合理的碳源物质鍄?[4]。一些学者曾采用过多种碳源对 SRB 还原 SO42- 进行了研究, 这些碳源物质有乙酸、糖蜜、乙醇、发生炉煤气、 H2/CO/CO2 混合气体、初沉池污泥、剩余活性污泥、橡胶废水以及经过气提的乳清废水。上述碳源或由于成本高或由于 SO42- 还原能力低,限制了生产上的应用。生活垃圾来源充足方便, 生活垃圾酸性发酵成本低廉, 发酵产物挥发脂肪酸浓度高,因此生活垃圾酸性发酵产物有可能成为利用 SRB 生物处理含 SO42- 废水的经济合理的碳源, 使生物处理含 SO42- 酸性废水工艺经济可行。用垃圾酸性发酵产物作 SRB 碳源还原 SO42- 处理含 SO42- 酸性废水国内外尚未见其他人的有关报道。课题组通过三年的实验室研究提出了以生活垃圾酸性发酵产物为硫酸盐还原菌碳源的生物法处理含硫酸盐酸性废水及单质硫回收工艺路线。其工艺流程如图 1 。以生活垃圾酸性发酵产物为硫酸盐还原菌碳源生物法处理含硫酸盐酸性废水及单质硫回收的研究分为四个部分: (1) 生活