申请日2007.07.26
公开(公告)日2007.12.26
IPC分类号C02F9/14; C02F1/58; C02F101/18; C02F1/20; C02F1/66
摘要
本发明涉及一种利用微生物处理含氰废水的方法，属于一种废水的处理方法。该方法对于总氰根浓度大于300mg/L的废水，处理步骤包括废水酸化预处理及生物处理;对于总氰根浓度小于300mg/L的废水，将废水直接加入到生物反应器中，控制反应温度、接种量、pH值及氰根初始浓度，并向反应器内充气，反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。优点在于：处理含氰废水可以分解水体中的氰根离子、金属络合离子、硫总氰化物等，该方法产渣少、外排水质好，处理费用低，对环境危害小，经济效益高，实用性强。
权利要求书
1、一种利用微生物处理含氰废水的方法，其特征在于：对于总 氰根浓度大于300mg/L的废水，该方法的步骤如下：
步骤1：废水酸化预处理
a、在混酸器内，用硫酸将废水的pH值调整至1～3;
b、将废水加热至30～40℃后，加入吹脱反应器中进行氰氢酸吹 脱，反应时间为3～4h，直至总氰根浓度降低到300mg/L以下为止; 反应产生的氰氢酸在碱液吸收塔内吸收;
c、用碱将吹脱后废水的pH值调整至6～10，进行液固分离后的 废水;
步骤2：生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中，反应温度为10～30℃，接 种量为5%～25%，pH值6～10，氰根初始浓度50～300mg/L，并向反 应器内充气，反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
2、一种利用微生物处理含氰废水的方法，其特征在于：对于总 氰根浓度小于300mg/L的废水，该方法是将废水直接加入到生物反应 器中，反应温度为10～30℃，接种量为5%～25%，pH值6～10，氰根 初始浓度50～300mg/L，并向反应器内充气，反应24小时后氰根浓 度降至0.5mg/L。
说明书
利用微生物处理含氰废水的方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法，特别涉及一种利用微生物处理 含氰废水的方法。
背景技术
众所周知，在废水中的氰化物主要来源于矿物开采和提炼、冶金 化工、有机玻璃制造、农药生产、染料合成、塑料生产、合成纤维、 石油化工及工业气体洗涤等;而氰化物又属于剧毒物质，会使人、畜 中毒死亡;使农作物减产，对生物的新陈代谢产生抑制作用，严重污 染水体引起中毒事件;因此必须对产生的含氰废水实行严格处理;从 充分利用资源的角度，还是考虑回收利用氰化钠，这样既减少了对环 境的破坏与影响，又符合清洁生产要求，实现发展与环境保护的协调;
目前，处理氰化物的主要方法有：氯氧化法、酸化法、SO2/空气 法、活性炭催化氧化法、离子交换法、自然降解法及生物法，在上述 诸多处理氰化物的方法中，生物法在国内已进行开发与应用，利用微 生物的生物化学性质对氰化物、硫氰酸盐、铁总氰化物进行分解，使 之成为氨、二氧化碳和硫酸盐等，能除去氰化物和氰络合物，但大多 存在处理条件苛刻，适应条件范围窄的缺点，急需加以改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用微生物处理含氰废水的方法，解 决了目前的处理方法大多存在的处理条件苛刻，适应条件范围窄等问 题。本发明有效分解水体中的氰根离子、金属氰络合物离子等，该方 法具有产渣少、外排水质好、处理费用低，具有很好的环境和经济效 益，且减少对环境的危害;
本发明的技术方案是：通过对总氰化物降解菌的降氰机理的研 究，提出了总氰化物的生物降解机理;研究结果表明，不同菌株对总 氰化物降解机理不同，同一株菌对总氰化物的降解途径也可能不同， 因而其也可能形成不同降解产物：
(1)将总氰化物分解为二氧化碳和氨
能以这种方式转化总氰化物的菌株包括：荧光假单孢菌NCIMB 11764、恶臭假单孢菌腐皮镰孢菌等;
荧光假单孢菌在能有氧存在条件下，转化氢氰酸生成NH3和 CO2，降解机理为：
HCN+O2+NADH+H+ 双氰合酶NH3+CO2+NAD+
该菌在有氧存在及在不同酶的催化作用下，对总氰化物的降解 经两步反应完成，其反应机理为：
HCN+O2+NADH+H+ 氰化物氧合酶HOCH+H2O+NAD+
HOCH+H2O 氰化酶NH3+CO2
该菌降解总氰化物为NH3和CO：时，当有不同的酶存在时， 其反应机理不同;总氰化物有两种不同的转化途径，即：
I、HCN+O2+NADH+H+ 总氰化物氧合酶NH3+CO+NAD+
II、HCN+2H2O 总氰化物腈水解酶NH3+HCOOH
NH3+HCOOH+NAD+ 甲酸盐脱氢酶NH3+CO2+NADH+H+
在在性和酸性条件下，腐皮镰孢菌降解总氰化物时，将总氰化物 转化为NH：和CO：的机理为：
I、总氰化物+H2O+H+ 总氰化物水合酶HCONH2
II、HCONH2-+H2O 酰氨酶NH4++HCOO-
III、HCOO-+NAD+ 甲酸盐脱氢酶CO2+NADH
(2)将总氰化物分解为二氧化碳、氨或甲酸、氨或甲酞胺
按此方式转化总氰化物的菌株包括：施氏假单孢菌AK61、荧光 假单孢菌NCIMB 11764等;荧光假单孢菌降解总氰化物有多种途径， 并且生成的产物不同，分别为二氛化碳、氨或甲酸、氨或甲酞胺; 当溶液中总氰化物浓度较低时，生物转化总氰化物的机理为反应I， 当溶液中总氰化物浓度较高时，生物转化总氰化物机理为反应II与反 应III，即反应中甲酸和甲酸氨总是同时出现;该菌对总氰化物转化 机理为：
I、HCN+O2NADH： 总氰化物水合酶NH3+CO2NAD+
II、HCN+2H2O 腈水解酶NH3+HCOOH
III、HCN+H2O 总氰化物水合酶HCONH2
在pH值为9.2～10.7范围内，腐皮镰孢菌对总氰化物的降解反应 分为两步进行，其反应最终产生为氨与甲酸，该菌生物转化总氰化物 的机理为：
I、HCN+H2O 总氰化物水合酶HCONH2
II、HCONH2+H2O 甲酰氨酶HCOOH+NH3
综上所述，生物法处理含氰废水可以分解水体中的氰根离子、金 属络合离子等，其优点是产渣少、外排水质好、处理费用低，具有很 好的环境和经济效益;但由于总氰化物的毒性极强，生物的耐受浓度 是受限的，其工作浓度就要求还要低一些，所以目前只能应用于处理 低浓度的含氰废水，导致其承受的负荷较小，这可以通过分段处理的 办法来解决，先用酸化法回收总氰化物，这样把总氰化物浓度降至可 用本发明的生物法处理的浓度。
本发明的具体方法是：对于总氰根浓度高于300mg/L的废水，
具体步骤如下：
步骤1：废水酸化预处理
a、在混酸器内，用硫酸将废水的pH值调整至1～3;
b、将废水加热至30～40℃后，加入吹脱反应器中进行氰氢酸吹 脱，反应时间为3～4h，直至总氰根浓度降低到300mg/L以下为止; 反应产生的氰氢酸在碱液吸收塔内吸收;
c、用碱将吹脱后废水的pH值调整至6～10，进行液固分离后的 废水：
步骤2：生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中，反应温度为10～30℃，接 种量为5%～25%，pH值6～10，氰根初始浓度50～300mg/L，并向反 应器内充气，反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
本发明的另一方法是：对于总氰根浓度小于300mg/L的废水， 将废水直接加入到生物反应器中，反应温度为10～30℃，接种量为 5%～25%，pH值6～10，氰根初始浓度50～300mg/L，并向反应器内充 气，反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
本发明的优点在于：处理含氰废水可以分解水体中的氰根离子、 金属络合离子等，该方法产渣少、外排水质好，处理费用低，对环境 危害小，经济效益高，实用性强。
具体实施方式：
实施例1：
废水总氰根浓度大于300mg/L，具体步骤如下：
步骤1：废水酸化预处理
a、在混酸器内，用硫酸将废水的pH值调整至1～3;
b、将废水加热至30～40℃后，加入吹脱反应器中进行氰氢酸吹 脱，反应时间为3～4h，直至总氰根浓度降低到300mg/L以下为止; 反应产生的氰氢酸在碱液吸收塔内吸收;
c、用碱将吹脱后废水的pH值调整至6～10，进行液固分离后的 废水;
步骤2：生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中，反应温度为10℃，接种 量为5%，pH值6，氰根初始浓度50mg/L，并向反应器内充气，反 应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例2：
废水总氰根浓度大于1000mg/L，具体步骤如下：
步骤1：废水酸化预处理
与实施例1相同;
步骤2：生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中，反应温度为20℃，接种 量为15%，pH值8，氰根初始浓度150mg/L，并向反应器内充气， 反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例3：
废水总氰根浓度大于300mg/L，具体步骤如下：
步骤1：废水酸化预处理
与实施例1相同;
步骤2：生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中，反应温度为30℃，接种 量为25%，pH值10，氰根初始浓度250mg/L，并向反应器内充气， 反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例4：
废水总氰根浓度小于250mg/L，将废水直接加入到生物反应器 中，反应温度为10℃，接种量为5%，pH值6，氰根初始浓度50mg/L， 并向反应器内充气，反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例5：
废水总氰根浓度小于250mg/L，将废水直接加入到生物反应器 中，反应温度为20℃，接种量为15%，pH值8，氰根初始浓度150mg/L， 并向反应器内充气，反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例6：
废水总氰根浓度小于250mg/L，将废水直接加入到生物反应器 中，反应温度为30℃，接种量为25%，pH值10，氰根初始浓度 250mg/L，并向反应器内充气，反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
