申请日2011.03.28
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及水处理领域，具体为吸附处理废水并回收重金属的方法和装置，结构包括连接在一起的混合反应器和除菌过滤器;除菌过滤器与混合反应器之间并联回收分离单元。处理方法为，将待处理的废水与生物吸附剂混合，pH值调节为4～5之间，在混合反应器内反应处理;将反应后的吸附剂与废水的混合物固液分离，液体流回混合反应器继续处理;用解析液洗脱除去吸附剂上重金属离子;再生后的吸附剂经分离后回到混合反应器。吸附剂为酵母菌或酵母菌细胞壁膜。本发明可回收重金属，且低能耗。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属的装置，其 特征在于，结构包括连接在一起的混合反应器和除菌过滤器;
除菌过滤器与混合反应器之间并联回收分离单元;回收分离单元 包括初滤槽、解析池、回收分离槽和解析桶;混合反应器与初滤槽、 解析池和回收分离槽、依次连接并形成回路;初滤槽、混合反应器及 除菌过滤器之间以工艺阀相连接;
解析桶分别与回收分离槽及解析池连接。
2.权利要求1所述非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属 的装置，其特征在于，所述混合反应池上游与滴定桶、活化槽和污水 调节池连接。
3.一种非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属的方法，其 特征在于，步骤包括：
将待处理的废水与吸附剂混合，废水的pH值调节为4～5，在混 合反应器内反应处理;所述的吸附剂为酵母菌或酵母菌的细胞壁膜;
将反应后的吸附剂与废水的混合物固液分离，液体流回混合反应 器继续处理;
用解析液洗脱除去吸附剂上重金属离子;再生后的吸附剂经分离 后回到混合反应器;
上述反应持续1～6小时;处理后的废水经过固液分离排放或回 用。
4.权利要求3所述非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属 的方法，其特征在于，所述的生物吸附剂为酵母菌时，与废水的用量 比为5～50g/L;所用生物吸附剂为酵母菌细胞壁膜时，与废水的用量 比为0.1～5g/L。
5.权利要求3所述非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属 的方法，其特征在于，所用生物吸附剂为酵母菌细胞壁膜时，与废水 的用量比为0.5～2g/L。
6.权利要求3所述非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属 的方法，其特征在于，所述的解析液为酸溶液，氢离子含量为0.1～ 2M。
7.权利要求3所述非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属 的方法，其特征在于，待处理废水中重金属离子的浓度为10～ 200mg/L。
8.权利要求3所述非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属 的方法，其特征在于，所述的吸附剂在反应前用超声处理10～15分 钟活化。
说明书 [支持框选翻译]
一种非固定式生物吸附剂处理废水及回收重金属的方法和装置
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体为吸附处理废水并回收重金属的方 法和装置，尤其是非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属的 装置。
背景技术
随着工业的产能日益增长，其对于能源与环境方面的需求愈显紧 张。传统的工业废水处理方式方法基建占地大，处理方式单一，物料 耗费多，处理量能有限度，以及对于部分废水可利用成分无法回收利 用，自上世纪四十年代，Ruchhoft以其命名的生物吸附的方法有效去 除水中的Pu后，人们对此进行了大量的研究。近年来，对于细菌、 放线菌、酵母菌和霉菌的生物吸附机制有一定的深入，但还不很透彻。 理论观点认为生物吸附主要包括静电吸引、络合、离子交换、微沉淀、 氧化还原反应，相应物化过程主要依靠生物体细胞壁膜表面的一些如 羟基、羧基、氨基、酰胺基和磷酰基等有金属络合、配位能力的基团 发生作用。
现有的传统处理方法如物化沉淀吸附通常添加各类化学药剂，或 是沉淀池等方法，易造成二次污染或是处理时间长，尤其对于其中的 工业成分如重金属离子不能有效分离再利用。
国内在新兴的污水技术处理方面，如08年底甘肃金川公司“含重 金属离子污水处理站”，采用物理化学法沉淀去除工业废水中的重金属 离子，但基建成本高，日常处理废水所需物料量大且无法再生。09年 南通名天环保也以物化法沉淀吸附原理集成各工序，制造出污水处理 机直接在生产企业排污端直接处理污水，两者处理结果理想;但活性 炭作为主吸附剂，其对于有弹性的胶体废水处理存在技术瓶颈，必须 在吸附前投加活化剂、沉淀剂、稳絮剂等，加之吸附用的活性炭的再 生能耗大，吸附后的重金属脱附效率不高，这些也正说明其并非最佳 的吸附及处理方法。
对于生物吸附法，日本东丽在2010年下半年以其卓越的技术将 生物吸附剂固定在10um的绕线过滤器上，掺入直径为2mm～20mm 的活性炭小球直接用于回收工业废水中的重金属，回收方式为直接焚 烧。基于其超微固定化技术在全球遥遥领先，作为吸附材料的固定法 用于工业批量使用，至少在现阶段的实用性方面还有欠缺。
而对于非固定法处理废水，2010年底韩国公司发布了对于冰淇淋 生产废水的微生物非固定法处理的结果，该方案采用废水与菌群直接 混合，明显缩短了吸附时间，提供了一种新的处理工艺，出水口COD 达到美国NPDES排放标准。这个技术方案并未对废水中的有效成分 进行回收利用方面进行深化。
本发明在现有技术的基础上，采取非固定法对废水中的重金属离 子高效吸附并回收利用。
发明内容
本发明旨在提供一种非固定式生物吸附剂处理废水及回收重金属 的方法。
本发明还提供了实现上述方法的装置。
一种非固定式生物吸附剂处理工业废水及回收重金属的装置，结 构包括连接在一起的混合反应器和除菌过滤器;
除菌过滤器与混合反应器之间并联回收分离单元;回收分离单元 包括初滤槽、解析池、回收分离槽和解析桶;混合反应器与初滤槽、 解析池和回收分离槽、依次连接并形成回路;初滤槽、混合反应器及 除菌过滤器之间以工艺阀相连接;
解析桶分别与回收分离槽及解析池连接。
并且，混合反应池上游与滴定桶、活化槽和污水调节池连接。
处理方法为，将待处理的废水与生物吸附剂混合，pH值调节为 4～5，在混合反应器内反应处理;将反应后的吸附剂与废水的混合物 固液分离，液体流回混合反应器继续处理;
用解析液洗脱除去吸附剂上重金属离子;再生后的吸附剂经分离 后回到混合反应器;洗涤的解析液可重复使用;解析的原理是在膜壁 表面环境下H离子酸性条件下与被吸附的金属离子进行互换的过程。
在解析池内用解析液洗涤生物吸附剂表面的金属离子，过滤分离， 生物吸附剂回到混合反应器继续使用。
上述反应持续时间为1～6小时。通过上述方法处理后的废水， 现可达到国家二级污水排放标准。然后将处理过的废水经固液分离后， 生物吸附剂可重复使用，处理后的废水可排放或回用。废水中的重金 属离子集中在解析液内，可回收利用。
所使用的生物吸附剂为酵母菌或酵母菌的细胞壁膜，在使用前可 用超声波处理乳化分离杂质(如去除酚基等)并使生物吸附剂均匀分 散在悬浊液中。
所述的生物吸附剂为酵母菌时，与废水的用量比为5～50g/L;所 用生物吸附剂为酵母菌细胞壁膜时，与废水的用量比为0.1～5g/L， 优选为0.5～2g/L。
酵母菌可选用啤酒酵母、蛋白酶酵母等制药厂或酿造厂的废弃料。
酵母菌细胞壁膜的制备方法为，向酵母中加入酵母噬菌体(如嗜 菌酵母等)，反应后用高温处理杀死酵母及噬菌体，滤去线粒体、细胞 核等物质，获得酵母菌细胞壁外膜。
生物吸附剂在反应前用超声处理10～15分钟活化，超声处理的 效果是乳化病去除酚基等杂质，菌体有效分散于悬浊液中。
现有的传统处理方法如物化沉淀吸附通常添加各类化学药剂，或 是沉淀池等方法，易造成二次污染或是处理时间长，尤其对于其中的 工业成分不能有效分离再利用。本发明采用微生物非活性酵母菌，尤 其是作为工业废料的酵母菌废弃料为主要吸附原料处理废水，工艺过 程中不添加其他物质，无污染，无毒且安全，符合绿色环保要求。
本项目针对生产企业对工业废水回收处理及再利用方面的需求情 况，提供了一种全新的非活性微生物工艺处理废水工艺及装置，能以 极低的能耗，无毒无二次污染且可选择性地回收重金属离子并达到排 放标准实现循环利用。本发明为生产企业在废水处理方面提供了低能 耗，无毒清洁，经济的装置和处理方法。通过本发明方法和装置处理 的废水，能达到污水排放标准并可以回用;同时回收的重金属可市场 回用并产生了一定的经济效益。
