專利名稱：生物化學法治理含金屬廢水的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種廢水治理工藝，具體是一種生物化學法治理含金屬廢水的工藝。
目前國內外治理含金屬廢水的工藝有許多，包括傳統的化學法、氣浮法、反滲透法、電滲析法、活性炭法、鐵氧體法和萃取法，但這些方法都各自存在不同的缺陷。如傳統化學法(FeSo4還原法，石灰沉淀法等)靠化學反應去除金屬離子，須加入定量的化學試劑，經常產生大量污泥，二次污染嚴重；電解還原法的含鐵、鉻污泥量大，且對設備腐蝕嚴重，電力消耗大；離子交換還原法存在投資大、操作復雜、樹脂再生困難，運行成本高的缺陷。在國內外學者和環保專家的共同努力下，金屬廢水(特別是含鉻金屬廢水)治理取得了許多有益的突破，從九十年代開始興起的生物治理金屬廢水的方法已經取得成功，它處理部分金屬廢水的指標已經優于國家的各項標準，而且其投資和運行成本都低于傳統的物理化學方法。但此技術對含鋅廢水、含鎳廢水等處理效果不盡入意，且抗高濃度電鍍水沖擊負荷較小。
本發明的目的是克服現有技術存在的各種缺陷，為公眾提供一種污泥量少、抗沖擊性高、處理效果穩定、能廣譜簡便處理各種高濃度金屬廢水且運行成本低的生物化學法治理含金屬廢水的工藝。
本發明生物化學法治理含金屬廢水的工藝是將培育好的微生物復合菌與廢水按1∶1～10的體積比加入反應池反應，在反應池中加入化學試劑Na2S或/和FeS，每噸廢水加入0.05～5公斤化學試劑，反應后的菌和廢水進入沉淀池中進行泥水分離，沉淀后的上清液通過過濾池成為清水進入清水池，廢水達標排放，反應池水力停留時間＞3小時，沉淀池水力停留時間＞4小時，上述微生物復合菌由脫硫桿菌(A)、脫硫腸桿菌(B)和陰溝腸桿菌(C)組成，也可是其中任意兩種的組合，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，所述微生物復合菌培菌反應條件較佳為溫度20-45℃、Ph5.5-8.5，在培菌池中加入培菌用工業培養基和自來水，恒溫厭氧15小時以上即完成培菌過程。
上述方案中，清水池中的水也可部份還回培菌池以取代自來水。
如上所述生化法是利用微生物細胞的絮凝性、細胞表面的電荷吸附、微生物細胞生長過程中的代謝產物與廢水中金屬離子發生中和作用、橋連吸附作用和卷掃作用，形成多核羥基絡合物，促使菌劑團聚集長大并沉降，并在投資、運行、操作管理和金屬回收、出水水質等方面，優于傳統的化學沉淀法、離子交換法及電解法和氣浮法工藝。生化法中高效微生物本身具有還原、吸附廢水中重金屬離子作用，同時緩沖廢水pH，另外還起著絡合、絮凝作用，經過固液分離的手段，把吸附重金囑離子的菌劑沉淀下來，從而達到水的凈化目的。本發明正是利用微生物不斷生長過程中，產生的氣體和細胞代謝產物，靜電吸附作用，絡合作用，使金屬離子被沉降從而凈化廢水，低投入高效率的徹底實現廢水中重金屬的治理，加入化學試劑在系統中起到補充抗中擊負荷的作用；從而做到即保證出水達標排放，污泥量少，又大大減小了二次污染。
本發明選用自然界對金屬離子具有抗性的微生物復合菌株(由脫硫桿菌；脫硫腸桿菌；陰溝腸桿菌組成)，經過進行長期純化培養和抗性試驗后，在20-45℃常壓15小時厭氧擴大培養作為本工藝微生物主要來源。此微生物就是一種天然有機高分子絮凝劑(其本身細胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質N-乙酰多糖胺等成分均可作絮凝劑)。細胞表面含有活性氨基和羥基，對帶正電荷的金屬離子具有極強的絮凝能力。此外，生物體分泌的代謝產物(如細胞黏液)也可對金屬產生很好的絮凝作用，兼之具有良好的沉降性能，從而提高了對電鍍重金屬廢水的凈化效果。另外，在使用微生物的同時加入Na2S、FeS等組成的專用化學試劑，可大大提高廢水處理的效率、穩定性和抗沖擊性。
本發明工藝可處理廢水濃度六價鉻(Cr6+)廢水50-1000mg/L；含銅(Cu2+)廢水50-150mg/L；含鋅(Zn2+)廢水10-150mg/L；含鎳(Ni+)廢水50-350mg/L。
按本發明的工藝處理廢水效果穩定，所有指標均達到和優于國家一級排放標準，且具有抗沖擊性好、平均運行費用低(處理每噸廢水低于一元)等特點。
本發明處理金屬廢水可達到的技術指標項目 流量(M3/d) 進水(mg/l) 出水(mg/l) 去除率(％)Cr6+5-20001-3000.01-0.2098-99.9Ni2+5-20001-1800.01-0.5098-99Cu2+5-20001-2500.01-0.3098-99Zn2+5-20001-1800.01-1.2096-99
本發明與傳統常用的混凝沉淀法、電解還原法、離子交換法進行比較(以含鉻廢水為例)結果列表如下
(備注單位運行費包括人工費、藥劑費、電費、材料費等)本發明的工藝流程簡圖如附

圖1所示。
下面是本發明的實施例，本發明不僅限于所述實施例。
實施一在20M3培菌池中加入2M3A+B+C復合菌劑；其中A∶B∶C=1∶0.5∶1，在培菌池中加入36公斤培菌用工業培養基(如肉膏蛋白胨復合培養基)，加自來水注滿培菌池，密閉恒溫30C常壓培養24小時即完成培菌，廢水池中廢水濃度為六價鉻(Cr6+)40mg/L，總銅(Cu2+)30mg/L，總鋅(Zn2+)15mg/L，總鎳(Ni+)14mg/L；培養好的微生物復合菌與廢水按1∶8的比例進入反應池反應；在微生物復合菌和廢水進入反應池中途的管線中加入化學試劑Na2S，按每噸廢水加0.12公斤的比例加入，反應完的菌和廢水進入沉淀池泥水分離，反應池水力停留時間為3.2小時；沉淀后的上清液通過過濾池成為清水進入清水池，沉淀池水力停留時間為4.5小時，廢水達標排放，出水中六價鉻(Cr6+)0.1mg/L；總銅(Cu2+)0.01mg/L；總鋅(Zn2+)0.5mg/L；總鎳(Ni+)0.3mg/L，全部達到或低于國家污水一級排放標準。
附國家污水綜合排放標準中與本方法相關的一些指標(單位mg/L)
實施例二在20M3培菌池中加入4 M3A+B復合菌劑；其中A∶B=1∶5，在培菌池中加入32公斤培菌用工業培養基(如工業復合酵母膏培養基)，加自來水注滿培菌池，密閉恒溫40℃常壓培養24小時即完成培菌，廢水池中廢水濃度為六價鉻(Cr6+)900mg/L，總銅(Cu2+)100mg/L，總鋅(Zn2+)50mg/L，總鎳(Ni+)250mg/L；培養好的微生物復合菌與廢水按1∶3的比例進入反應池反應；在反應池中加入化學試劑FeS，按每噸廢水加3公斤的比例加入，6小時后反應完的菌和廢水進入沉淀池泥水分離，沉淀后的上清液通過過濾池成為清水進入清水池，沉淀池水力停留時間為6小時，廢水達標排放，出水中六價鉻(Cr6+)0.35mg/L；總銅(Cu2+)0.12mg/L；總鋅(Zn2+)0.5mg/L；總鎳(Ni+)0.3mg/L，全部達到或低于國家標準。
實施例三在20M3培菌池中加入3 M3B+C復合菌劑；其中B∶C=1∶8，在培菌池中加入34公斤培菌用工業培養基(如牛肉膏蛋白胨復合培養基)，加自來水注滿培菌池，密閉恒溫23℃常壓培養44小時即完成培菌，廢水池中廢水濃度為六價鉻(Cr6+)650ng/L，總銅(Cu2+)120mg/L，總鋅(Zn2+)120mg/L，總鎳(Ni+)300mg/L；培養好的微生物復合菌與廢水按1∶3的比例進入反應池反應；在微生物復合菌和廢水進入反應池中途的管線中加入化學試劑Na2S，按每噸廢水加1公斤的比例加入，反應完的菌和廢水進入沉淀池泥水分離，反應池水力停留時間為5小時；沉淀后的上清液通過過濾池成為清水進入清水池，沉淀池水力停留時間為6小時，廢水達標排放，出水中六價鉻(Cr6+)0.22mg/L；總銅(Cu2+)0.21mg/L；總鋅(Zn2+)0.45mg/L；總鎳(Ni+)0.28mg/L，全部達到或低于國家標準。
實施例四在20M3培菌池中加入3.5M3A+C復合菌劑；其中A∶C=1∶2，在培菌池中加入33公斤培菌用工業培養基，加自來水注滿培菌池，密閉恒溫45℃常壓培養15小時即完成培菌，廢水池中廢水濃度為六價鉻(Cr6+)150mg/L，總銅(Cu2+)50mg/L，總鋅(Zn2+)20mg/L，總鎳(Ni+)70mg/L；培養好的微生物復合菌與廢水按1∶6.5的比例進入反應池反應；在微生物復合菌和廢水進入反應池中途的管線中加入化學試劑FeS和Na2S，按每噸廢水各加0.8公斤的比例加入，反應完的菌和廢水進入沉淀池泥水分離，反應池水力停留時間為6小時；沉淀后的上清液通過過濾池成為清水進入清水池，沉淀池水力停留時間為7小時，廢水達標排放，并部份返入培菌池以取代自來水，出水中六價鉻(Cr6+)0.10mg/L；總銅(Cu2+)0.01mmg/L；總鋅(Zn2+)0.35mg/L；總鎳(Ni+)0.30mg/L，全部達到或低于國家標準。
權利要求
1.生物化學法治理含金屬廢水的工藝，其特征在于是將培育好的微生物復合菌與廢水按1∶1～10的體積比加入反應池反應，每噸廢水中加入0.05～5公斤化學試劑Na2S或/和FeS，反應后的菌和廢水進入沉淀池中進行泥水分離，沉淀后的上清液通過過濾池成為清水進入清水池，廢水達標排放，反應池水力停留時間＞3小時，沉淀池水力停留時間＞4小時，上述微生物復合菌由脫硫桿菌(A)、脫硫腸桿菌(B)和陰溝腸桿菌(C)組成，或是其中任意兩種的組合，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.根據權利要求1所述的生物化學法治理含金屬廢水的工藝，其特征在于所述微生物復合菌培菌反應條件較佳為溫度20-45℃、Ph5.5-8.5，在培菌池中加入培菌用工業培養基和自來水，恒溫厭氧15小時以上即完成培菌過程。
3.根據權利要求1所述的生物化學法治理含金屬廢水的工藝，其特征在于所述清水池中的水部份還回培菌池以取代自來水。
全文摘要
本發明是一種生物化學法治理含金屬廢水的工藝,是將培育好的由脫硫桿菌(A)、脫硫腸桿菌(B)和陰溝腸桿菌(C)組成的微生物復合菌與廢水按1∶1～10的體積比加入反應池反應,每噸廢水中加入0.05～5公斤化學試劑Na
文檔編號C02F3/34GK1322680SQ0011291
公開日2001年11月21日 申請日期2000年5月10日 優先權日2000年5月10日
發明者裴錫理 申請人:裴錫理