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生物化学法治理含金属废水方法

发布时间:2018-5-6 19:49:58  中国污水处理工程网

  申请日2000.05.10

  公开(公告)日2004.08.18

  IPC分类号C02F3/34; C02F1/52

  摘要

  本发明是一种生物化学法治理含金属废水的方法,是将培育好的由脱硫杆菌(A)[Desulfobacterium sp.strain]、脱硫肠杆菌(B)[Desulfotomaculum sp.strain]和阴沟肠杆菌(C)[Enterobacter cloacae]组成的微生物复合菌与废水按1∶1~10的体积比加入反应池反应,每吨废水中加入0.05~5公斤化学试剂Na2S或/和FeS,反应后的菌和废水进入沉淀池中进行泥水分离,沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池,所有指标达到或优于国家一级标准。

  摘要附图

 

  权利要求书

  1、生物化学法治理含金属废水的方法,其特征在于是在培 菌池中加入微生物复合菌,然后加入培菌用的工业培养 基和自来水,反应条件为温度20~45℃、pH5.5~8.5,恒 温厌氧15小时以上即完成培菌过程,其中复合菌剂∶工 业培养基∶自来水的配比为1m3∶8~18kg∶4~9m3,将培 育好的微生物复合菌与废水按1∶1~10的体积比加入反 应池反应,每吨废水中加入0.05~5公斤化学试剂Na2S或/和FeS,反应后的菌和废水进入沉淀池中进行泥水分 离,沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池, 废水达标排放,反应池水力停留时间>3小时,沉淀池水 力停留时间>4小时,上述微生物复合菌由脱硫杆菌(A) (Desulfobacteriumsp.strain)、脱硫肠杆菌(B) (Desulfotomaculum sp.strain)和阴沟肠杆菌(C) (Enterobacter cloacae)组成,或是其中任意两种的组合, 其中A∶B=1∶0.1~10;A∶C=1∶0.1~10;B∶C=1∶0.1~10; A∶B∶C=1∶0.1~10∶0.1~10。

  2、根据权利要求1所述的生物化学法治理含金属废水的方 法,其特征在于所述清水池中的水部分还回培菌池以取 代自来水。

  说明书

  生物化学法治理含金属废水的方法

  本发明涉及一种废水治理方法,具体是一种生物化学法治理含金 属废水的方法。

  目前国内外治理含金属废水的方法有许多,包括传统的化学法、 气浮法、反渗透法、电渗析法、活性炭法、铁氧体法和萃取法,但这 些方法都各自存在不同的缺陷。如传统化学法(FeSO4还原法,石灰 沉淀法等)靠化学反应去除金属离子,须加入定量的化学试剂,经常 产生大量污泥,二次污染严重;电解还原法的含铁、铬污泥量大,且 对设备腐蚀严重,电力消耗大;离子交换还原法存在投资大、操作复 杂、树脂再生困难,运行成本高的缺陷。在国内外学者和环保专家的 共同努力下,金属废水(特别是含铬金属废水)治理取得了许多有益 的突破,从九十年代开始兴起的生物治理金属废水的方法已经取得成 功,它处理部分金属废水的指标已经优于国家的各项标准,而且其投 资和运行成本都低于传统的物理化学方法。但此技术对含锌废水、含 镍废水等处理效果不尽人意,且抗高浓度电镀水冲击负荷较小。

  本发明的目的是克服现有技术存在的各种缺陷,为公众提供一种 污泥量少、抗冲击性高、处理效果稳定、能广谱简便处理各种高浓度 金属废水且运行成本低的生物化学法治理含金属废水的方法。

  本发明生物化学法治理含金属废水的方法是将培育好的微生物复 合菌与废水按1∶1~10的体积比加入反应池反应,在反应池中加入化 学试剂Na2S或/和FeS,每吨废水加入0.05~5公斤化学试剂,反应后 的菌和废水进入沉淀池中进行泥水分离,沉淀后的上清液通过过滤池 成为清水进入清水池,废水达标排放,反应池水力停留时间>3小时, 沉淀池水力停留时间>4小时,上述微生物复合菌由脱硫杆菌(A) [Desulfobacterium sp.strain]、脱硫肠杆菌(B)[Desulfotomaculum sp.strain]和阴沟肠杆菌(C)[Enterobacter cloacae]组成,或是其中任意 两种的组合,其中A∶B=1∶0.1~10;A∶C=1∶0.1~10;B∶C=1∶0.1~10; A∶B∶C=1∶0.1~10∶0.1~10。

  上述方案中,所述微生物复合菌培菌反应条件为温度20~45℃、 pH5.5~8.5,在培菌池中加入培菌用工业培养基和自来水,恒温厌氧 15小时以上即完成培菌过程。

  上述方案中,清水池中的水也可部分还回培菌池以取代自来水。

  如上所述生化法是利用微生物细胞的絮凝性、细胞表面的电荷吸 附、微生物细胞生长过程中的代谢产物与废水中金属离子发生中和作 用、桥连吸附作用和卷扫作用,形成多核羟基络合物,促使菌剂团聚 集长大并沉降,并在投资、运行、操作管理和金属回收、出水水质等 方面,优于传统的化学沉淀法、离子交换法、电解法和气浮法方法。 生化法中高效微生物本身具有还原、吸附废水中重金属离子作用,同 时缓冲水废水pH,另外还起着络合、絮凝作用,经过固液分离的手段, 把吸附重金属离子的菌剂沉淀下来,从而达到水的净化目的。本发明 正是利用微生物不断生长过程中,产生的气体和细胞代谢产物,静电 吸附作用,络合作用,使金属离子被沉降从而净化废水,低投入高效 率的彻底实现废水中重金属的治理,加入化学试剂在系统中起到补充 抗冲击负荷的作用;从而做到既保证出水达标排放,污泥量少,又大 大减少了二次污染。

  本发明选用自然界对金属离子其有抗性的微生物复合菌株(由脱 硫杆菌;脱硫肠杆菌;阴沟肠杆菌组成),经过进行长期纯化培养和抗 性试验后,在20~45℃常压下15小时厌氧扩大培养作为本方法微生物 主要来源。此微生物就是一种天然有机高分子絮凝剂(其本身细胞壁 的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质N-乙酰多糖胺等成分均可作絮凝剂)。 细胞表面含有活性氨基和羟基,对带正电荷的金属离子具有极强的絮 凝能力。此外,生物体分泌的代谢产生(如细胞黏液)也可对金属产 生很好的絮凝作用,兼之具有良好的沉降性能,从而提高了对电镀重 金属废水的净化效果。另外,在使用微生物的同时加入Na2S、FeS等 组成的专用化学试剂,可大大提高废水处理的效率、稳定性和抗冲击 性。

  本发明方法可处理废水浓度:六价铬(Cr6+)废水50~1000mg/L;含 铜(Cu2+)废水50~150mg/L;含锌(Zn2+)废水10~150mg/L;含镍(Ni+)废水 50~350mg/L。

  按本发明的工艺处理废水效果稳定,所有指标均达到和优于国家 一级排放标准,且具有抗冲击性好、平均运行费用低(处理每吨废水 低于一元)等特点。

  本发明处理金属废水可达到的技术指标:

  项目 流量(M3/d) 进水(mg/l) 出水(mg/l) 去除率(%)

  Cr6+ 5~2000 1~300 0.01~0.20 98~99.9

  Ni+ 5~2000 1~180 0.01~0.50 98~99

  Cu2+ 5~2000 1~250 0.01~0.30 98~99

  Zn2+ 5~2000 1~180 0.01~1.20 96~99

  本发明与传统常用的混凝沉淀法、电解还原法、离子交换法进行 比较(以含铬废水为例)结果列表如下: 项目 生化法 混凝沉淀法 电解还原 法 离子交换法 流量(m3/d) 5~2700 10~1000 20~150 5~480 进水Cr6+ (mg/l) 1~300 5~150 4~200 2~170 出水Cr6+ (mg/l) 0.01~0.20 0.2~0.5 0.1~10 0.1~4 去除率(%) 98~99.9 88~98 80~95 90~99 处吨 理/ 1 天 4 为 0 例 0 投资 总额 (万 元) 210.3 650 920 1420 单位 运行 费 (元/ 吨) 1.57 3.20 6.70 4.50

  (备注:单位运行费包括人工费、药剂费、电费、材料费等)

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