本发明专利技术属于环境工程领域，具体地，本发明专利技术涉及一种基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理装置及方法。所述方法包括以下步骤：1.有机废水中硫酸盐的还原以及硫化氢的吹脱(1-1)将酸性硫酸盐有机废水与厌氧消化反应器中含有硫化物的回流水混合，控制其pH为5.0～6.0，得到含有硫化氢的酸性混合液；(1-2)通入惰性气体将硫化氢吹脱，吹脱后向其中加入硫酸盐还原菌，硫酸盐还原为硫化物，得到硫化物的回流水，返回到步骤(1-1)中；2.硫化氢的吸收、氧化以及回收(2-1)将步骤1-2)吹脱的硫化氢用弱碱性溶液吸收，加入硫氧化菌，将硫化氢氧化为单质硫，分离得到单质硫和流出液；(2-2)处理流出液循环使用。本发明专利技术实现了硫酸盐无害化和资源化处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程领域，具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
硫酸和亚硫酸是一种重要的化工原料，广泛应用于造纸制浆、农业化肥、微生物发酵等领域，由此产生了大量酸性硫酸盐有机废水，其中造纸行业污染物排放量仅次于化工行业，废水排放量为31. 8亿吨，占全国工业废水排放量的16. 1%，COD排放量的148. 8万吨，占全国COD排放量的33%。以酸性亚硫酸法制浆废水为例，pH值为12 2. 0，COD为500 2000mg/L，SO广和SO广总浓度达1000 3000mg/L。而典型的抗生素废水，其硫酸盐含量一般均在2000mg/L以上，有的甚至高达15000mg/L。此外，石油资源日益枯竭，以农 业秸杆等生物质为原料生产有机酸醇等化学品的生物炼制技术已受到世界各国高度重视，被认为是替代石油化工的唯一出路。稀硫酸预处理法是生物质预处理的主要方法，由此也会产生大量的酸性硫酸盐有机废水。目前，生物法厌氧消化工艺是处理有机废水主要方法。与物理化学方法相比，生物法厌氧消化工艺具有处理效果好、维护操作成本低、无二次污染等特点。经过厌氧消化，COD转化为清洁能源沼气，产生的污泥是优质有机肥。然而，厌氧消化工艺对废水pH值及SO42-和SO32-总浓度有着严格的要求。厌氧消化工艺中的微生物主要是厌氧产甲烷菌和硫酸盐还原菌，这两类微生物的耐受pH范围窄。只有当pH6. 5 7. 5时,系统处于稳定状态，COD和硫酸盐的脱除率达到98%以上。此外，SO广和SO广被硫酸盐还原菌还原为S2、S2-对产甲烷菌有很强的毒性。产甲烷菌耐受s2_浓度为25mg/L，并且硫化物的毒性随pH值降低而增强。基于以上原因，酸性硫酸盐有机废水不能被常规生物法厌氧消化工艺处理。现有酸性硫酸盐有机废水处理方法主要有酸碱中和法，先加碱将废水的pH值调至中性或微偏碱性，再采用传统厌氧消化法处理。两相厌氧消化工艺，将传统厌氧消化体系中产酸相和产甲烷相分离，分两个阶段进行。第一阶段，大分子底物被降解为低级脂肪酸，SO42-和S032_被还原为S2_。出水经脱S2_装置脱除S2_，多采取气脱或重金属沉淀法。第二阶段，利用产甲烷菌进行厌氧产甲烷发酵，主要产物为甲烷。惰性气体内吹脱法，将甲烷吹入厌氧消化体系，把生成的S2-以H2S形式吹出，降低体系中S2-的浓度。投放硫酸盐还原菌抑制剂，如钥酸盐，抑制硫酸盐还原菌的活性，减弱S2-的产生浓度。然而，上述方法仅能在一定程度上缓解硫酸盐对厌氧消化工艺的影响。控制PH值要随时监测，并精确控制在很窄的范围内，药剂用量大，设备要求高，运行费用高。对于两相厌氧消化工艺来说，当硫酸盐浓度较高时，第一阶段S2-的积累也会对产酸菌和硫酸盐还原菌产生抑制，影响硫酸盐脱除效果。气体吹脱的效果受体系PH值影响。pH值越高，S2-转化为H2S越困难，气体吹脱的效果越差。投放抑制剂不但增加了水处理成本，而且抑制硫酸盐还原菌的同时，也抑制了产甲烷菌的活性，COD脱除率和甲烷产量也显著降低。硫酸盐产生的硫化物是厌氧消化处理硫酸盐有机废水的关键限制因素，但是硫化物也是主要硫磺的来源。硫磺是一种重要的化工原料，全球天然硫磺产量很少，我国几乎没有天然硫磺矿，绝大部分硫磺来源于石油和天然气加工过程中产生的硫化物中回收硫，回收硫磺产量已占世界硫磺产量96%以上。生物脱硫技术是一种利用硫氧化菌将硫化物转化为单质硫的技术。与化学脱硫相比，生物脱硫具有反应条件温和、能耗低、转化率高等特点，并且生成的生物硫磺的颗粒为纳米级，具有良好生物亲和性与亲水性，是医药和农药生产最佳的原料。硫酸盐还原菌和硫氧化菌可以联合将硫酸盐转化为单质硫，但是硫酸盐还原菌和硫氧化菌是两类不同的微生物，最佳生长和脱硫条件不同。其中，最重要的区别是硫酸盐还原菌是厌氧异养菌，硫氧化菌是好氧自养菌。传统硫酸盐还原与硫氧化联合脱硫工艺废水依次通过两相(CN 1218868C)，除硫化物外还有有机物等营养物质从硫酸盐还原相传递至硫氧化相，并且硫氧化相为微好氧条件，这导致硫氧化兼容易滋生好氧异养菌。好氧异氧菌群竞争力强于自养硫氧化菌，容易形成优势菌群而抑制硫氧化菌的活性，致使硫氧化相短时间内失效
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理方法。本专利技术的再一目的在于提供了一种基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理装置。根据本专利技术的基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(I)有机废水中硫酸盐的还原以及硫化氢的吹脱(1-1)将酸性硫酸盐有机废水与含有硫化物的回流水混合，控制两者的体积，使得到的酸性混合液的pH为5. 0 6. 0，得到含有硫化氢的酸性混合液；(1-2)向步骤(1-1)中含有硫化氢的酸性混合液中通入惰性气体将硫化氢吹脱，并用弱碱性溶液进行吸收，硫化氢吹脱后的混合溶液的PH升高至6. 0 7. 0，加入硫酸盐还原菌，有机物降解为沼气，有机废水中硫酸盐还原为硫化物，得到含有硫化物的回流水，返回到步骤(1-1)中，重复步骤(1-1)和(1-2)；(2)硫化氢的吸收、氧化以及回收(2-1)将吹脱的硫化氢用弱碱性溶液进行吸收，在硫氧化菌的作用下将硫化氢氧化为单质硫，固液分离，得到单质硫和流出液；(2-2)调节流出液的pH并清除杂质，得到弱碱性溶液返回到步骤(2-1)中，循环使用；其中，步骤I中有机废水中硫酸盐的还原以及硫化氢的吹脱和步骤(2)中硫化氢的吸收、氧化以及回收分别独立工作，两者之间仅包含惰性气体的循环流动，用于将步骤I中的硫化氢输送到步骤(2)中进行氧化。根据本专利技术的基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理方法，所述步骤(1-1)有机废水中的盐为酸性硫酸盐和/或亚硫酸盐。根据本专利技术的基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理方法，所述惰性气体为甲烷或氮气，所述惰性气体为甲烷或氮气，在步骤和骤2中之间进行循环使用。根据本专利技术的基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理方法，所述步骤(2-1)中弱碱性溶液为Na2CO3和NaHCO3的缓冲液，其pH为7. 8 8. 2。优选地，本专利技术中所使用的硫氧化菌为Thiobacillus thioparus CGMCC 4826, 一般工作条件的pH为7. 0 8. 0，硫酸盐还原反应器中使用经含100mg/L硫酸盐培养液循环的产甲烷活性污泥，其中包含硫酸盐还原菌和产甲烷菌，一般工作条件的pH为6. 5 7. O。根据本专利技术的基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理方法，利用硫酸盐还原菌和硫氧化菌将硫酸盐转化为单质硫，并同步产甲烷。惰性气体作为载气，在硫酸盐还原相和硫氧化相间运输硫化氢，这使得两相完全分离，两相之间仅有气体相互连通，没有液相之间的对流。现有技术中硫酸盐经硫酸盐还原菌还原得到的含硫化物的溶液直接进行硫氧化菌氧化，硫酸盐还原菌和硫氧化菌是两类不同的微生物，最佳生长和脱硫条件不同，因此很难控制，效率较低，而在本专利技术中，硫酸盐经硫酸盐还原菌和硫氧化菌作用，将硫酸盐转化为单质硫，两个作用过程没有液相流通，各自独立的进行反应，因此硫酸盐还原相和硫氧化相可 以分别处于在最佳工作条件下运行。利用硫酸盐、硫化氢、单质硫之间转化的过程中所产生的氢离子得失的变化，自然控制调节体系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于生物脱硫的酸性硫酸盐有机废水综合处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)有机废水中硫酸盐的还原以及硫化氢的吹脱(1？1)将酸性硫酸盐有机废水与厌氧消化反应器中含有硫化物的回流水混合，控制混合液的pH为5.0～6.0，得到含有硫化氢的酸性混合液；(1？2)向步骤(1？1)中含有硫化氢的酸性混合液中通入惰性气体将硫化氢吹脱，硫化氢吹脱后的混合溶液的pH升高至6.0～7.0，向其中加入硫酸盐还原菌和产甲烷菌，从而酸性硫酸盐有机废水中的有机物被产甲烷菌降解为沼气，硫酸盐还原为硫化物，得到含有硫化物的回流水，返回到步骤(1？1)中，重复步骤(1？1)和(1？2)；(2)硫化氢的吸收、氧化以及回收(2？1)将步骤(1？2)吹脱的硫化氢用弱碱性溶液吸收，惰性气体返回至步骤1？2)，加入硫氧化菌，将硫化氢氧化为单质硫，分离得到单质硫和流出液；(2？2)调节流出液的pH并清除杂质，得到弱碱性溶液返回到步骤(2？1)中，循环使用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邢建民，宋子煜，李强，王丹，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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