专利名称：使用化学氧化和生物还原去除硒的制作方法
使用化学氧化和生物还原去除砸领域
本说明书涉及处理含有诸如硒氰酸盐的还原形式的硒的水以降低其总硒含量。背景
以下段落并不认可以下的任何信息为公知常识或可引述作为现有技术。硒是一种主要的痕量元素，但在极低浓度下变得有毒性。硒聚积在生活在硒污染的水中的植物和鱼类的体内和食用那些植物和鱼类的野生动物和人的体内。对于人类，升高的硒浓度可导致神经学损伤及头发和指甲缺损。在美国，硒的排放极限可设定在IOppb至50ppb之间。以硒氰酸盐(SeCN_)形式的硒可存在于由炼油厂和燃煤发电站产生的废水中，其尤其包括来自由高压注入(HPI)和使用综合性气化联合循环(IGCC)的洁净煤成套设备产生的原料的炼油厂加工油。需要允许这些工业减少在其废水中的SeCN_量以符合硒排放条例的处理方法且需要保护环境不受危险性硒排放影响。已经在生物反应器中处理以硒酸盐和亚硒酸盐形式的硒，例如如在美国专利6，183,644号和国际公开案WO 2007/012181号中所描述且如在由General ElectricCompany销售的ABMetABMet (II)盐的添加剂沉淀来处理。这些方法消耗用以引起沉淀的添加剂且产生大量的废污泥。因此需要处理含有硒氰酸盐的废水的改善的方法。概述
以下概述用以为读者介绍本说明书，而不是限定任何发明。本文描述的装置和方法可用来减少含有诸如硒氰酸盐的还原的硒物质的水的总硒含量。简要地讲，使还原的硒物质氧化以产生氧化的硒物质(主要是硒酸盐或亚硒酸盐)且随后使用生物还原方法来从氧化的硒物质中除去硒。水中的硒浓度减小，优选减小至低于排放条例的极限。在一种例示性方法中，将化学氧化剂加到含有硒氰酸盐的废水中。所述氧化剂例如可为 NaOCl、KMn04、K2Fe04、Na2S2O8 或 ClO2。产生硒酸盐(Se04_2)、亚硒酸盐(Se03_2)或其混合物。随后将部分处理过的废水进料到含有支撑具有硒还原生物体的生物膜的固定介质的反应器中。在该反应器中，使在硒酸盐和亚硒酸盐中的硒还原成不溶解形式的硒，诸如元素硒，其从该废水中沉淀。沉淀的硒保留在该反应器中直至被例如通过定期冲洗反应器和收集排放物而除去。对于本领域的普通技术人员，在复阅本说明书的具体实施例的以下描述后将显而易见本说明书的其他方面和特征。附图简述
在此包括的附图用于说明本说明书的制品、方法和装置的各种实施例且并非想要以任何方式限制其所教导的范围。在附图中:
图1为用于从水中除去硒的处理系统的示意性代表。
详述
下文将描述各种装置或方法以提供各项所要求保护的发明的实施方案的实施例。下文描述的实施方案不限制任一项所要求保护的发明且任一项所要求保护的发明都可涵盖下文没有描述的方法或装置。所要求保护的发明不限于具有下文描述的任一种装置或方法的所有特征的装置或方法或不限于下文描述的多种或所有装置共有的特征。有可能下文描述的装置或方法不是任一项所要求保护的发明的实施方案。在未在本文件中要求保护的下文描述的装置或方法中公开的任何发明可为另一受保护文件例如继续专利申请的主题，且本申请人、发明人或所有者并非想要通过在本文件中的公开内容放弃(abandon)、放弃(disclaim)或奉献给公众任何这样的发明。图1表示在生物处理区14上游具有预处理区12的处理系统10。处理系统10可用来减小含有诸如硒氰酸盐的还原的硒物质的水的总硒含量。在所述预处理区中，使所述还原的硒物质氧化以产生氧化的硒物质(硒酸盐或亚硒酸盐)。在所述下游生物处理区中，使用生物还原方法来从氧化的硒物质中除去硒。所得排出物具有减小的总硒浓度，优选低于排放条例极限。虽然表示为通常的两级系统，但系统10的元件和相应工艺步骤可与其他系统元件或工艺步骤整合以从废水中除去其他污染物。可为来自炼油厂或燃煤电厂的废水的进料16流入预处理区12的混合槽18中。进料16含有还原的硒物质，诸如硒氰酸盐。视来源而定，进料16可含有IOOppb或更多或者IOOOppb或更多的硒氰酸盐。化学氧化剂20通过计量泵24从料斗22进料到槽18中。氧化剂20例如可为NaOCl、KMnO4, K2FeO4, Na2S2O8或C102。这些氧化剂中的一种或多种如NaOCl或ClO2可为了安全和降低成本而使用市售的就地产生系统就地产生。混合槽18作为混合进料16与氧化剂的完全搅拌槽式反应器(completelystirred tank reactor, CSTR)操作。在槽18中的平均滞留时间可为10-30分钟。或者，氧化剂20可使用任选具有用以提供增加的反应时间的存储槽的在线混合器混合到进料16的流动流中。氧化剂20与槽18中的硒氰酸盐反应以形成氧化的硒物质，诸如硒酸盐(Se04_2)和亚硒酸盐(SeCV2)。预处理过的排出物26经由传输管`28离开槽18。预处理过的排出物26优选含有小于最大容许排放浓度的以硒氰酸盐形式的硒。例如，预处理过的排出物26可具有小于50ppb的硒氰酸盐或小于IOppb的硒氰酸盐。在预处理过的排出物26中的剩余硒主要以氧化的硒物质形式。例如，将在50_500mg/L范围内的NaOCl加到I升含有SeCN_的水中。将该水混合且在混合的同时让其反应10-30分钟。随后对该水取样以便进行硒物种分析。两个试验的结果示于下表I中。在图表中的“ND”指示在所应用的稀释度下没有检测到指定的化学物质。结果表明在该水中所包含的基本上所有的硒都已经由SeCN_转化成包括Se (IV)和Se(VI)的其他硒物质。
权利要求
1.处理含有还原的硒物质的水的方法，其包括以下步骤: a)使在所述水中的所述还原的硒物质氧化以在所述水中产生氧化的硒物质； b)在所述水中的所述氧化的硒物质经由生物还原来还原以在所述水中产生包含硒的沉淀物；和 c)分离所述水与所述包含硒的沉淀物。
2.权利要求1的方法，其中所述还原的硒物质包括硒氰酸盐。
3.权利要求2的方法，其中所述氧化的硒物质包括硒酸盐和亚硒酸盐中的一种或多种。
4.权利要求3的方法，其中步骤a)包括将化学氧化剂混合到所述水中。
5.权利要求3的方法，其中所述化学氧化剂包括NaOCl、KMn04、K2FeO4,Na2S2O8或ClO2中的一种或多种。
6.权利要求5的方法，其中步骤b)和c)包括使所述水流经含有硒还原生物体的固定膜的反应器。
7.权利要求6的方法，其进一步包括向所述水中加入营养物以在与所述固定膜接触的水中产生_50mV或更低的氧化还原电位。
8.处理含有还原的硒物质的水的装置，其包括: a)用于接收欲处理的水 的容器； b)化学氧化剂的供应； c)用于将所述化学氧化剂混合到在所述容器中的水中的系统；和 d)适合自所述容器接收水且使所述水流经介质床的反应器。
全文摘要
使诸如硒氰酸盐的以还原物质形式的硒氧化以产生诸如硒酸盐或亚硒酸盐的氧化的硒物质，且随后使用生物还原方法来从氧化的硒物质除去硒。在一个实施例中，将化学氧化剂加到含有硒氰酸盐的废水中以产生硒酸盐和亚硒酸盐。随后将部分处理过的废水进料到含有支撑具有硒还原生物体的生物膜的固定介质的反应器中。使在硒酸盐和亚硒酸盐中的硒还原成不溶解形式的硒，诸如元素硒，其从废水中沉淀。
文档编号C02F9/14GK103153879SQ201180036341
公开日2013年6月12日 申请日期2011年6月17日 优先权日2010年7月27日
发明者T.M.皮克特, Y.马, J.森斯特加德 申请人:泽农科技合股公司