申请日2015.09.16
公开(公告)日2016.09.14
IPC分类号C02F9/14; C02F101/20
摘要
本发明提供了一种重金属污水处理的生化系统，包括微生物处理模块和二次净化模块，所述微生物处理模块和二次净化模块通过中间罐连接，所述微生物处理模块和二次净化模块依次对重金属污水进行处理回收;所述微生物处理模块包括第一泵体、初级过滤罐、生化处理罐、第二泵体和次级过滤罐，所述生化处理罐有多个;所述二次净化模块包括第三泵体和二次净化罐，所述二次净化罐内部分层设计，底层是精石英砂和木炭，中层是生物质填料，上层是玻璃球。同时，本发明还公开了一种重金属污水处理的生化工艺。本发明旨在解决现有的重金属污水处理技术中存在处理难度大、效率低和净化不彻底的问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种重金属污水处理生化系统，其特征在于，包括微生物处理模块和二次净化模块，所述微生物处理模块和二次净化模块通过中间罐连接，所述微生物处理模块和二次净化模块依次对重金属污水进行处理回收;
所述微生物处理模块包括第一泵体、初级过滤罐、生化处理罐、第二泵体和次级过滤罐，所述生化处理罐有多个，所述生化处理罐设置有污水进口、处理剂进口、菌种进口和出水口，所述污水进口、处理剂进口和菌种进口处分别设置污水阀、处理剂阀、菌种阀和出水阀，多个生化处理罐并联设置，所述污水阀、处理剂阀、菌种阀和出水阀通过电控系统进行控制，所述初级过滤罐的进口与第一泵体连接，所述初级过滤罐的出口分别连接至所述污水进口，所述处理剂进口连接有回水罐和处理剂储罐，所述菌种进口连接有菌种罐，所述出水口依次通过第二泵体和次级过滤罐连接至中间罐;
所述二次净化模块包括第三泵体和二次净化罐，所述第三泵体分别连接中间罐和二次净化罐，所述二次净化罐内部分层设计，底层是精石英砂和木炭，中层是生物质填料，上层是玻璃球;所述二次净化罐的出口通过设置第四泵体连至回水罐。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理生化系统，其特征在于，所述处理剂储罐包括碱罐、絮凝剂罐和沉降剂罐，所述絮凝剂罐和沉降剂罐的出口设置计量泵，所述生化处理罐中设有pH计，所述计量泵和pH计与电控系统电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理生化系统，其特征在于，所述菌种罐外部设置有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器并联于菌种罐的进口和出口之间。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理生化系统，其特征在于，所述二次净化罐中的生物质填料为甘蔗渣、木屑、作物茎杆、芦苇、果壳中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理生化系统，其特征在于，所 述二次净化罐的底层还设置有超滤膜。
6.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理生化系统，其特征在于，所述次级过滤罐的数量为2个，次级过滤罐之间通过三通阀相互并联。
7.一种重金属污水处理生化工艺，其特征在于，采用如权利要求1～6中任意一种重金属污水处理的生化系统，包括以下操作步骤：
步骤一：加料过程，进行生化处理罐的加料，检测需处理的废水中重金属含量，所述生化处理罐有多个，控制首个生化处理罐的污水阀打开，导入废水，同时往该生化处理罐中加水，将废水中重金属含量稀释到1000mg/L以下，再加入与稀释后废水等体积的处理菌液，首个生化处理罐加料完成后，关闭其污水阀，同时开启下一个生化处理罐的污水阀，开始下一个生化处理罐的加料，依次循环进行每个生化处理罐的加料;
步骤二：处理过程，单个生化处理罐加料完成后，搅拌反应7～30min，菌液吸收重金属，按0.1%～5%V:V比例在反应液中加入絮凝剂，静止2-5min，然后按0.1%～2%W:V比例在反应液中加入沉降剂，往反应液中加入碱，调节pH至6～9之间，打开出水阀，将处理后的反应液导入次级过滤罐中过滤，重金属沉淀回收利用，得到一级净化水;
步骤三：二次净化过程，将步骤二中的一级净化水导入二次净化罐中，依次经过玻璃球、生物质填料以及精石英砂、木炭的过滤处理，再经过超滤膜过滤，得到二级净化水，部分二级净化水导入回水罐中用于加料过程的水补充。
8.根据权利要求7所述的一种重金属污水处理生化工艺，其特征在于，所述生化处理罐的数目大于或等于：单个生化处理罐处理过程所用时间除以各个生化处理罐加料过程所用的平均时间取整的数值。
9.根据权利要求7所述的一种重金属污水处理生化工艺，其特征在于，所述处理菌液的制备过程为：选取多种重金属降解菌作为组合菌种，采用豆芽汁培养基，在23-39℃，100～300rpm，有氧条件下摇36～54h，呈现粘稠状为最佳。
10.根据权利要求7所述的一种重金属污水处理生化工艺，其特征在于，所述絮凝剂为氯化铝、氯化铝铁、明矾、氯化铁中的一种或几种，所述沉降剂 为EDTA、壳聚糖中一种或几种。
说明书
一种重金属污水处理生化系统及其工艺
技术领域
本发明涉及一种重金属污水处理生化系统及其工艺。
背景技术
重金属工业废水是随着现代工业的发展而伴生的产物，目前常规处理方法主要有：化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法、电解法、活性炭和硅胶吸附法和膜分离法等，但这些方法存在去除不彻底、费用昂贵、产生有毒污泥或其他废料等缺点。因此，各国一直致力于研究与开发高效环保型的重金属废水处理技术和工艺。微生物处理法是利用细菌、真菌(酵母)、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除和(或)积累废水中的重金属，并通过一定的方法使金属离子从微生物体内释放出来，从而降低废水中重金属离子的浓度。
现有微生物的重金属污水处理工艺在技术上还不够成熟，常采用硅藻土对处理完重金属的微生物进行吸附，该处理工艺会产生大量含有重金属的硅藻土，处理难度大，易造成二次污染。另一方面，现有微生物的重金属污水处理工艺为间断式反应处理，既从投放药剂到沉淀排出需要一段时间，这样就势必要占用一定的空间和土地资源来进行污水处理。这种方式也是由工艺特点所决定的，处理效率较低，还存在处理不彻底的问题。
发明内容
针对现有的重金属污水处理技术中存在处理难度大、效率低和净化不彻底的问题，本发明提供了一种重金属污水处理生化系统及其工艺，本污水处理系统为连续型处理工艺，通过微生物、生物质填料和超滤膜对重金属进行吸附，去除污水中的重金属，提高了污水净化效率，提升净化效果。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种重金属污水处理生化系统，包括微生物处理模块和二次净化模块，所述微生物处理模块和二次净化模块通过中间罐连接，所述微生物处理模块和二次净化模块依次对重金属污水进行处理回收;
所述微生物处理模块包括第一泵体、初级过滤罐、生化处理罐、第二泵体和次级过滤罐，所述生化处理罐有多个，所述生化处理罐设置有污水进口、处理剂进口、菌种进口和出水口，所述污水进口、处理剂进口和菌种进口处分别设置污水阀、处理剂阀、菌种阀和出水阀，多个生化处理罐并联设置，所述污水阀、处理剂阀、菌种阀和出水阀通过电控系统进行控制，所述初级过滤罐的进口与第一泵体连接，所述初级过滤罐的出口分别连接至所述污水进口，所述处理剂进口连接有回水罐和处理剂储罐，所述菌种进口连接有菌种罐，所述出水口依次通过第二泵体和次级过滤罐连接至中间罐;
所述二次净化模块包括第三泵体和二次净化罐，所述第三泵体分别连接中间罐和二次净化罐，所述二次净化罐内部分层设计，底层是精石英砂和木炭，中层是生物质填料，上层是玻璃球;所述二次净化罐的出口通过设置第四泵体连至回水罐。
进一步的，所述处理剂储罐包括碱罐、絮凝剂罐和沉降剂罐，所述絮凝剂罐和沉降剂罐的出口设置计量泵，所述生化处理罐中设有pH计，所述计量泵和pH计与电控系统电性连接。
进一步的，所述菌种罐外部设置有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器并联于菌种罐的进口和出口之间。
进一步的，所述二次净化罐中的生物质填料为甘蔗渣、木屑、作物茎杆、芦苇、果壳中的一种或几种组合。
进一步的，所述二次净化罐的底层还设置有超滤膜。
进一步的，所述次级过滤罐的数量为2个，次级过滤罐之间通过三通阀相互并联。
一种重金属污水处理的生化工艺，采用如上所述的一种重金属污水处理生化系统，包括以下操作步骤：
步骤一：加料过程，进行生化处理罐的加料，检测需处理的废水中重金属含量，所述生化处理罐有多个，控制首个生化处理罐的污水阀打开，导入废水，同时往该生化处理罐中加水，将废水中重金属含量稀释到1000mg/L以下，再加入与稀释后废水等体积的处理菌液，首个生化处理罐加料完成后，关闭其污水阀，同时开启下一个生化处理罐的污水阀，开始下一个生化处理罐的加料，依次循环进行每个生化处理罐的加料;
步骤二：处理过程，单个生化处理罐加料完成后，搅拌反应7～30min，菌 液吸收重金属，按0.1%～5%V:V比例在反应液中加入絮凝剂，静止2-5min，然后按0.1%～2%W:V比例在反应液中加入沉降剂，往反应液中加入碱，调节pH至6～9之间，打开出水阀，将处理后的反应液导入次级过滤罐中过滤，重金属沉淀回收利用，得到一级净化水;
步骤三：二次净化过程，将步骤二中的一级净化水导入二次净化罐中，依次经过玻璃球、生物质填料以及精石英砂、木炭的过滤处理，再经过超滤膜过滤，得到二级净化水，部分二级净化水导入回水罐中用于加料过程的水补充。
进一步的，所述生化处理罐的数目大于或等于：单个生化处理罐处理过程所用时间除以各个生化处理罐加料过程所用的平均时间取整的数值。
进一步的，所述处理菌液的制备过程为：选取多种重金属降解菌作为组合菌种，采用豆芽汁培养基，在23-39℃，100～300rpm，有氧条件下摇36～54h，呈现粘稠状为最佳。
进一步的，所述絮凝剂为氯化铝、氯化铝铁、明矾、氯化铁中的一种或几种，所述沉降剂为EDTA、壳聚糖中一种或几种。
本发明将多个参与微生物金属吸附反应的生化处理罐组合成一个处理系统，改变传统的间歇式处理方法，将已经培养好的处理菌液投入到生化处理罐中与重金属废水进行反应吸附，当上一级生化处理罐处于重金属吸附处理过程的时候，进行下一级生化处理罐的加料，使得每一个生化处理罐依次处于不同的处理阶段，整个系统能够持续循环地运行，解决了传统的间歇式工艺占地面积广，处理效率低的问题，大大提高了污水处理效率，整个处理系统通过电控系统进行控制，运行过程流畅稳定;本处理系统产生的重金属沉淀物较少，有利于重金属的集中回收，降低后续处理成本。
经过上述微生物吸附处理过程得到一级净化水，本发明的一级净化水已经达到国家排放水标准，为了实现对水资源的回收利用，在微生物吸附之后设置了生物质填料和超滤膜结合对一级净化水进行进一步过滤，生物质填料中的木质素能够对残余重金属进行有效吸附，降低超滤膜的负担，达到节水节能的效果，可回收高达50%的水，社会效益巨大。
