專利名稱：使用化學氧化和生物還原去除硒的制作方法
使用化學氧化和生物還原去除砸領域
本說明書涉及處理含有諸如硒氰酸鹽的還原形式的硒的水以降低其總硒含量。背景
以下段落并不認可以下的任何信息為公知常識或可引述作為現有技術。硒是一種主要的痕量元素，但在極低濃度下變得有毒性。硒聚積在生活在硒污染的水中的植物和魚類的體內和食用那些植物和魚類的野生動物和人的體內。對于人類，升高的硒濃度可導致神經學損傷及頭發和指甲缺損。在美國，硒的排放極限可設定在IOppb至50ppb之間。以硒氰酸鹽(SeCN_)形式的硒可存在于由煉油廠和燃煤發電站產生的廢水中，其尤其包括來自由高壓注入(HPI)和使用綜合性氣化聯合循環(IGCC)的潔凈煤成套設備產生的原料的煉油廠加工油。需要允許這些工業減少在其廢水中的SeCN_量以符合硒排放條例的處理方法且需要保護環境不受危險性硒排放影響。已經在生物反應器中處理以硒酸鹽和亞硒酸鹽形式的硒，例如如在美國專利6，183,644號和國際公開案WO 2007/012181號中所描述且如在由General ElectricCompany銷售的ABMetABMet (II)鹽的添加劑沉淀來處理。這些方法消耗用以引起沉淀的添加劑且產生大量的廢污泥。因此需要處理含有硒氰酸鹽的廢水的改善的方法。概述
以下概述用以為讀者介紹本說明書，而不是限定任何發明。本文描述的裝置和方法可用來減少含有諸如硒氰酸鹽的還原的硒物質的水的總硒含量。簡要地講，使還原的硒物質氧化以產生氧化的硒物質(主要是硒酸鹽或亞硒酸鹽)且隨后使用生物還原方法來從氧化的硒物質中除去硒。水中的硒濃度減小，優選減小至低于排放條例的極限。在一種例示性方法中，將化學氧化劑加到含有硒氰酸鹽的廢水中。所述氧化劑例如可為 NaOCl、KMn04、K2Fe04、Na2S2O8 或 ClO2。產生硒酸鹽(Se04_2)、亞硒酸鹽(Se03_2)或其混合物。隨后將部分處理過的廢水進料到含有支撐具有硒還原生物體的生物膜的固定介質的反應器中。在該反應器中，使在硒酸鹽和亞硒酸鹽中的硒還原成不溶解形式的硒，諸如元素硒，其從該廢水中沉淀。沉淀的硒保留在該反應器中直至被例如通過定期沖洗反應器和收集排放物而除去。對于本領域的普通技術人員，在復閱本說明書的具體實施例的以下描述后將顯而易見本說明書的其他方面和特征。附圖簡述
在此包括的附圖用于說明本說明書的制品、方法和裝置的各種實施例且并非想要以任何方式限制其所教導的范圍。在附圖中:
圖1為用于從水中除去硒的處理系統的示意性代表。
詳述
下文將描述各種裝置或方法以提供各項所要求保護的發明的實施方案的實施例。下文描述的實施方案不限制任一項所要求保護的發明且任一項所要求保護的發明都可涵蓋下文沒有描述的方法或裝置。所要求保護的發明不限于具有下文描述的任一種裝置或方法的所有特征的裝置或方法或不限于下文描述的多種或所有裝置共有的特征。有可能下文描述的裝置或方法不是任一項所要求保護的發明的實施方案。在未在本文件中要求保護的下文描述的裝置或方法中公開的任何發明可為另一受保護文件例如繼續專利申請的主題，且本申請人、發明人或所有者并非想要通過在本文件中的公開內容放棄(abandon)、放棄(disclaim)或奉獻給公眾任何這樣的發明。圖1表示在生物處理區14上游具有預處理區12的處理系統10。處理系統10可用來減小含有諸如硒氰酸鹽的還原的硒物質的水的總硒含量。在所述預處理區中，使所述還原的硒物質氧化以產生氧化的硒物質(硒酸鹽或亞硒酸鹽)。在所述下游生物處理區中，使用生物還原方法來從氧化的硒物質中除去硒。所得排出物具有減小的總硒濃度，優選低于排放條例極限。雖然表示為通常的兩級系統，但系統10的元件和相應工藝步驟可與其他系統元件或工藝步驟整合以從廢水中除去其他污染物。可為來自煉油廠或燃煤電廠的廢水的進料16流入預處理區12的混合槽18中。進料16含有還原的硒物質，諸如硒氰酸鹽。視來源而定，進料16可含有IOOppb或更多或者IOOOppb或更多的硒氰酸鹽。化學氧化劑20通過計量泵24從料斗22進料到槽18中。氧化劑20例如可為NaOCl、KMnO4, K2FeO4, Na2S2O8或C102。這些氧化劑中的一種或多種如NaOCl或ClO2可為了安全和降低成本而使用市售的就地產生系統就地產生。混合槽18作為混合進料16與氧化劑的完全攪拌槽式反應器(completelystirred tank reactor, CSTR)操作。在槽18中的平均滯留時間可為10-30分鐘。或者，氧化劑20可使用任選具有用以提供增加的反應時間的存儲槽的在線混合器混合到進料16的流動流中。氧化劑20與槽18中的硒氰酸鹽反應以形成氧化的硒物質，諸如硒酸鹽(Se04_2)和亞硒酸鹽(SeCV2)。預處理過的排出物26經由傳輸管`28離開槽18。預處理過的排出物26優選含有小于最大容許排放濃度的以硒氰酸鹽形式的硒。例如，預處理過的排出物26可具有小于50ppb的硒氰酸鹽或小于IOppb的硒氰酸鹽。在預處理過的排出物26中的剩余硒主要以氧化的硒物質形式。例如，將在50_500mg/L范圍內的NaOCl加到I升含有SeCN_的水中。將該水混合且在混合的同時讓其反應10-30分鐘。隨后對該水取樣以便進行硒物種分析。兩個試驗的結果示于下表I中。在圖表中的“ND”指示在所應用的稀釋度下沒有檢測到指定的化學物質。結果表明在該水中所包含的基本上所有的硒都已經由SeCN_轉化成包括Se (IV)和Se(VI)的其他硒物質。
權利要求
1.處理含有還原的硒物質的水的方法，其包括以下步驟: a)使在所述水中的所述還原的硒物質氧化以在所述水中產生氧化的硒物質； b)在所述水中的所述氧化的硒物質經由生物還原來還原以在所述水中產生包含硒的沉淀物；和 c)分離所述水與所述包含硒的沉淀物。
2.權利要求1的方法，其中所述還原的硒物質包括硒氰酸鹽。
3.權利要求2的方法，其中所述氧化的硒物質包括硒酸鹽和亞硒酸鹽中的一種或多種。
4.權利要求3的方法，其中步驟a)包括將化學氧化劑混合到所述水中。
5.權利要求3的方法，其中所述化學氧化劑包括NaOCl、KMn04、K2FeO4,Na2S2O8或ClO2中的一種或多種。
6.權利要求5的方法，其中步驟b)和c)包括使所述水流經含有硒還原生物體的固定膜的反應器。
7.權利要求6的方法，其進一步包括向所述水中加入營養物以在與所述固定膜接觸的水中產生_50mV或更低的氧化還原電位。
8.處理含有還原的硒物質的水的裝置，其包括: a)用于接收欲處理的水 的容器； b)化學氧化劑的供應； c)用于將所述化學氧化劑混合到在所述容器中的水中的系統；和 d)適合自所述容器接收水且使所述水流經介質床的反應器。
全文摘要
使諸如硒氰酸鹽的以還原物質形式的硒氧化以產生諸如硒酸鹽或亞硒酸鹽的氧化的硒物質，且隨后使用生物還原方法來從氧化的硒物質除去硒。在一個實施例中，將化學氧化劑加到含有硒氰酸鹽的廢水中以產生硒酸鹽和亞硒酸鹽。隨后將部分處理過的廢水進料到含有支撐具有硒還原生物體的生物膜的固定介質的反應器中。使在硒酸鹽和亞硒酸鹽中的硒還原成不溶解形式的硒，諸如元素硒，其從廢水中沉淀。
文檔編號C02F9/14GK103153879SQ201180036341
公開日2013年6月12日 申請日期2011年6月17日 優先權日2010年7月27日
發明者T.M.皮克特, Y.馬, J.森斯特加德 申請人:澤農科技合股公司