本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种去除冶炼废水中重金属离子的生物制剂及方法。
背景技术：
冶炼废水主要来自选矿、采矿、冶炼尾气制酸等环节，其具有重金属离子浓度高、成分复杂等特征，如金属铜冶炼企业所产生的废水中含有铜、镉、砷等重金属离子，其中铜离子浓度高达2-10g/L、砷离子浓度高达0.72-9g/L，远高于工业废水中铜、砷的排放标准(铜的排放标准为1ppm，砷的排放标准为0.5ppm)。
处理重金属废水的方法很多，可归纳为化学沉淀法、物理处理法、生物处理法三大类，其中化学沉淀法包括中和沉淀、硫化物沉淀、铁氧体沉淀、电化学法和高分子重金属捕集剂法；物理处理法包括吸附法、萃取法、离子交换法、膜分离法、蒸发和凝固法等；生物处理法包括生物絮凝法、生物化学法和植物修复法等。
目前最常用的处理方法主要是化学沉淀法，通过加入石灰、铁盐、硫化物等沉淀剂，能快速去除废水中的重金属离子，工艺简单，但此法会产生大量废渣，且对低浓度的重金属废水处理效果不明显，废水难以达到排放或回用的标准。其他方法如离子交换法、膜分离法、植物修复法处理效果较好，但处理成本相对较高。与传统化学、物理法相比，生物法去除废水中的重金属具有低成本、高效率等显著优点。但现有生物法去除废水中重金属的效果仍不理想。
技术实现要素：
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种去除冶炼废水中重金属离子的生物制剂及方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下方式实现的：
一种去除冶炼废水中重金属离子的方法，包含以下步骤：
S1、反应
在500～700rpm均速搅拌下，将生物制剂和废水按一定比例均速泵入反应池，经搅拌进行充分反应，废水和生物制剂在反应池的停留时间为20～30min，生物制剂体积与废水体积比3～6:1000，反应温度为40℃以下；
S2、絮凝
步骤S1的流出溶液进入反应釜中，调节pH值为11～12，生物制剂中还原菌的载体亚铁盐生成氢氧化亚铁，风速3.0m/s鼓风曝气15min，所得的氢氧化铁胶体将生物制剂与重金属离子反应产生的小分子絮凝沉淀；
S3、固液分离
步骤S2所得的溶液进入沉淀池，静置约10min进行沉淀，上清液调节pH值至6～9后排放，沉渣返回废水处理的压滤工段。
优选地，步骤S2中使用石灰浆调节pH值。
优选地，所述生物制剂通过以下方法制备：在脱氧后的自来水中加入硫化亚铁和脱硫单胞菌，200rpm搅拌，温度为20～40℃，滴加浓硫酸，每升水中加入硫化亚铁138g、浓硫酸239g，脱硫单胞菌液200ml，经过12小时后得到硫酸亚铁还原菌溶液即为生物制剂。
优选地，所述生物制剂的制备过程中密封隔氧。
优选地，生物制剂为墨绿色。
优选地，在制备生物制剂过程中，将产生的硫化氢气体引入氢氧化钠吸收塔得到硫化钠溶液，经浓缩结晶后得到硫化钠产品，可外售以降低生产成本。
与现有技术相比，本发明去除冶炼废水中重金属离子的生物制剂及方法具有如下有益效果：本发明利用硫酸盐还原菌作为处理药剂，以实现低成本、高效率去除废水中重金属离子的目的，具有较好的应用前景，经本发明方法处理的废水达到工业废水国家排放标准。本发明方法清洁环保、效率高、成本低、操作简便。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，下面结合具体实施方式做进一步说明。本发明中所用试剂或仪器均可由市场购得，使用的检测方法等都是本领域所熟知的，在此不再赘述。
实施例1
一种去除冶炼废水中重金属离子的生物制剂，在密封隔氧的条件下通过以下方法制备：在脱氧后的自来水中加入硫化亚铁和脱硫单胞菌，200rpm搅拌，温度为20～40℃，滴加浓硫酸，每升水中加入硫化亚铁138g、浓硫酸239g，脱硫单胞菌液200ml，经过12小时后得到硫酸亚铁还原菌溶液即为生物制剂，生物制剂为墨绿色。优选地，在制备生物制剂过程中，将产生的硫化氢气体引入氢氧化钠吸收塔得到硫化钠溶液，经浓缩结晶后得到硫化钠产品，可外售以降低生产成本。所述脱硫单胞菌液可以自己培养也可以直接采用市售产品。
一种去除冶炼废水中重金属离子的方法，包含以下步骤：
S1、反应
在500～700rpm均速搅拌下，将生物制剂和废水按一定比例均速泵入反应池，经搅拌进行充分反应，废水和生物制剂在反应池的停留时间为20～30min，生物制剂体积与废水体积比3～6:1000，反应温度为40℃以下；
S2、絮凝
反应池中流出的溶液进入反应釜中，使用石灰浆调节其pH值为11～12，生物制剂中还原菌的载体亚铁盐生成氢氧化亚铁，风速3.0m/s鼓风曝气15min，所得的氢氧化铁胶体将生物制剂与重金属离子反应产生的小分子絮凝沉淀；
S3、固液分离
步骤S2所得的溶液进入沉淀池，静置约10min进行沉淀，上清液调节pH值至6～9后排放，沉渣返回废水处理的压滤工段。
为了更好的说明本发明去除冶炼废水中重金属离子的方法的去除效果，发明人使用电化学处理法做对照，处理前后结果见表1。
表1、冶炼废水中重金属离子含量单位：mg/ml
由表1可知，电化学处理后各种重金属的含量有了明显的下降，但是砷等部分重金属的含量仍然超过国家标准，本发明方法处理后铜、锌和镉已经检测不到，其他重金属的含量也基本去除，仅有微量残余，完全达到国家规定的排放标准，可以直接排放。本发明利用硫酸盐还原菌作为处理药剂，以实现低成本、高效率去除废水中重金属离子的目的，具有较好的应用前景，经本发明方法处理的废水达到工业废水国家排放标准。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。