重金属废水的微生物处理

作者:佚名    文章来源:生命经纬    点击数:1106    更新时间:2010/5/10
  一、微生物法治理电镀废水技术

  1.主要技术内容

  1)基本原理 用从电镀污泥中获得的SR系列复合功能菌,高效还原六价铬为三价铬,三价铬、锌、铜、镍和镉等二价金属离子被菌体富集,再经固液分离,废水被净化,污泥中金属再用微生物或化学法回收,固液分离的上清液可以回用。

  2)技术关键 本技术的关键是菌体的培养和“菌废比”的合理调控,这是保证处理水质达到排放标准或回用的重要条件。一般采用厌氧技术培养菌体,培养液可以是生活污水,粪便,高浓度有机废水,也可以人工配制。采用中温发酵技术。根据废水中的金属离子的浓度和培养的菌体的浓度决定“菌废比”,具体情况具体决定。

  3)工艺流程 微生物治理电镀废水工艺流程见图9-24

  2.主要技术指标

  1)净化能力 本技术对废水成分变化的适应性强,各金属离子浓度的范围为:铬1mgL1000mgL,锌1mgL1000mgL,铜1mgL1000mgL,镍1mgL500mgL,镉1mgL500mgL。本技术不仅能处理单一的金属废水,也可处理混合的金属废水。废水的pH值可在48范围内变化。每天处理废水量可达1m31000m3以上。

  2)特点 利用微生物高效快速还原六价铬,无二次污染,能回收菌泥中的金属,因此,使用周期长,管理方便。如果能利用生活污水、食品加工废水等培养微生物,可以实现以废治废。

  3)出水水质 处理后排放水中六价铬、总铬、锌、铜、镍、镉等金属低于国家GB8978-1996污水综合排放标准,见表9-15

  3.投资分析 对于日处理100t废水的规模而言,1992年价格为总投资30万元,其中土建15万元,设备10万元,其他5万元。

  本技术主要设备使用期可达40年,运行费用约为每吨废水0.20元。

  4.主要设备 微生物法治理电镀废水技术的主要设备有培菌池,生物反应器,调节池,泵房,沉淀池,消毒池,主控室,化验室等。

  二、硫酸盐生物还原法处理含锌废水

  硫酸盐生物还原法处理含锌废水其原理是利用硫酸盐还原菌SRB在厌氧条件下产生硫化氢,硫化氢和废水中的重金属反应,生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。

  1.废水处理工艺流程见图9-25

  2.工艺说明 利用微生物方法处理重金属废水时,由于废水中常缺乏微生物生长所需的营养物质,包括有机物、氮、磷等,因此,在废水中需加入所缺的营养物质。

  生物反应器是一个厌氧反应系统,微生物在厌氧条件下分解有机物,还原硫酸盐生成硫化氢,硫化氢与废水中的锌离子反应生成不溶性的硫化锌。生物反应器的类型可以是上流式厌氧污泥床、厌氧接触反应器等。

  反应生成的硫化锌沉淀同厌氧污泥混在一起,当其浓度达到一定程度以后,为了保证生物反应器的正常运行,就必然排放一部分污泥。由于污泥中锌含量较高,可以回收。

  从沉淀池中的出水,虽然锌离子的去除率很高,但是出水中还含有比较高的COD和硫化氢,因此必须要进行好氧处理去除COD和硫化氢,使最终出水的指标都达到国家排放标准。

  3.工艺参数对处理效果的影响 从有关的研究中,分析不同的工艺参数对锌离子去除效果的影响。

  1)进水COD浓度对锌离子去除能力的影响 进水COD浓度对锌离子和COD去除能力的影响结果见表9-16

  从表9-16可见,出水COD随进水COD的降低而降低。反应器中的硫化氢浓度随进水COD浓度下降而下降。但硫化氢浓度为80mgL左右时,进水COD增加不会导致硫化氢的增加。因此,考虑反应器进行的稳定性和出水水质,废水中营养物的加入量应当控制在300mgL左右。

  2)水力滞留时间对反应器稳定性的影响 在进水COD320mgL,锌离子100mgL的条件下逐渐提高进水速率。水力滞留时间由18h逐渐减少至3h,结果如表9-17

  由表9-17可以看出,当水力滞留时间由18h降至9h时,对锌离子的去除率基本无影响,继续降低水力滞留时间锌离子的去除率开始逐渐降低,当水力滞留时间降到4h以后,锌离子的去除率急骤下降。分析装置对锌离子的总去除能力可以发现:随着水力滞留时间的减少,装置单位容积对锌离子的去除效率逐渐提高,当水力滞留时间降到5h后,反应器的离子去除能力最高,为429mgL·d。如继续降低水力滞留时间去除能力反而降低。当水力滞留时间为3h时,锌离子去除效率仅为246.8mgL·d。这说明SRB的活性受到了抑制。

  3)废水中锌离子浓度对反应器稳定性的影响 进水中锌离子由初始的100mgL逐渐增加到600mgL,结果见表9-18。从表9-18可以看出,该方法对500mgL以下的含锌废水都能有效地处理。随着浓度的提高,装置的单位体积处理效率也跟着提高,最高达1329mgL·d。但如进一步提高进水锌浓度至600mgL,则锌离子去除能力反而大大降低,单位体积的去除效率仅为864mgL·d。说明SRB已经受到锌的毒害作用。尽管如此,该结果也表明,本方法能够耐受较高浓度的锌离子的冲击。

  4)进水硫酸盐浓度对锌离子去除率的影响 试验中为了避免干扰,进水COD浓度提高到640mgL,结果见表9-19。由表9-19表明,该法在所试范围内对锌离子的去除率均为97%以上。分析硫化氢浓度表明,SRB的活性受硫酸盐浓度影响。在硫酸根浓度低于500mgL时,SRB的活性随着硫酸根浓度的降低而降低。至100mgL时,出水中已经测不到硫化氢,在该浓度下看来不能长期运行。由于一般的工业废水中硫酸盐的浓度都较高,因而硫酸盐的浓度不会影响本方法的应用。

  4.供设计参考的工艺参数 硫酸盐还原菌处理含锌废水的污泥床工艺可在进水COD和锌浓度分别为320mgL100mgL时有效运行,有机物和锌离子的去除率分别达到73.8%和99.63%。在水力滞留时间降至6h时,锌离子的去除率仍可达94.5%。进水锌离子浓度低于500mgL时装置可以稳定运行,而当浓度达到600mgL时,硫酸盐还原菌受到锌离子的明显毒害。当进水COD1500mgL,锌离子500mgL,水力滞留时间为9h时,装置的锌离子容积去除率可达1329mgL·d

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