一种重金属尾矿库渗滤液多元组合生态处理系统和方法_3

文档序号:9856400阅读:来源:国知局
入少许麦麸、酒糟等营养物质,按污泥量的1/15导入配 制好的菌液,间歇式开启低速搅拌机(开30分钟,停30分钟),每天搅拌10~12小时,控制温 度20~25°C,pH8~9,溶解氧DO < 1. Omg/L,经过7天的培养,液体成粉红色状,去除低浓度重 金属优势菌种配制成功。
[0103] (3)在人工生态过滤床内按床容的2/3投加含水率为99%的城市污水,污泥浓度为 4000~5000mg/L,按泥量的1/5将优势菌种导入人工生态床,每2天导入一次,其导入4次,控 制温度20~25°C,pH7~11,溶解氧DO < 0.5mg/L,经过8天时间,人工生态填料层的各种填料 成褐黑色胶黏状,表明填料上挂膜成功。此时,丰富的微生物就吸附固定在填料上。由于是 采用优势菌种挂膜,即引入的优势菌种和在调试过程中各种填料上生长的经过载体环境筛 选和富集的优势菌种混合,形成优势菌群。这些优势菌群和东南景天、遏蓝菜根系的微生物 联合作用,对重金属离子具有很强的富集能力,尤其适用于一般物化方法不易去除的低浓 度重金属离子。
[0104] 经过调试后,控制温度20~30°C,溶解氧D0<0.5mg/L,pH7~11,即可转入正常运 行。
[0105] 所述人工填料生态床经培养成功后的填料系列优势菌群主要包括下属微生物:氧 化硫硫杆菌 Thiobacillus thiooxidans)、氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidams)、脱硫肠菌层(Desulfotomaculum)、脱硫叶菌属(Desufobacteria)、脱硫细 菌层(〇68111;1^(^3(^61')、脱硫球菌-脱硫线菌脱硫八叠菌属(〇68111;1^0〇0〇〇118-〇6 8111;1^0116111 Desulfosarcina)、脱硫弧菌脱硫微菌属(Desulfovibrio-Desulfomicrobium)等;根系系列 优势菌群主要包括下属微生物:假单胞杆菌(Pseudomonas )、黄杆菌(Flavobactreium)、产 喊杆菌(Alaligenes)、色杆菌(Chromobacter)、无色杆菌(Actromobacter)、芽抱杆菌属 (Baci 1 lus)、农杆菌属(Agrobacterim)、肠杆菌(Enterobacteriaceae)等。
[0106] 上述微生物-植物联合处理和修复的优势菌群共生体很好的吸附和富集重金属废 水中低浓度的镉、铬、铅、锌、镍、铜和类金属砷等,其机理是:依据培养的高效优势菌群共生 体对重金属离子有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝和共沉作用,对pH的 缓冲作用,使得低浓度重金属离子被吸附富集、沉集而得以去除。
[0107] 人工生态过滤床的功能:用植物-微生物联合技术,处理用物化方法难以去除的低 浓度重金属废水。
[0108] 人工生态氧化渠8内部纵向设置有来回推流隔板8-1,渠底部种植沉水植物8-2,沉 水植物8-2种植金鱼草、微齿眼子菜、狐尾藻和黑藻间种,密度为8~10丛/m 2,5~7株/丛。
[0109] 人工改良土壤9是在处理装置外周回填的客土,人工改良土壤9的配方是:当地粘 土占60%,石灰占20%,粉煤灰占5%,腐殖酸占5%,微量元素铜、铁、锌、硼、钼各占2%。处 理装置外周所填的人工改良土壤9宽度为30m。
[0110] 富集重金属植物10为蜈蚣草、栽种在人工改良土壤9上,密度为10~12丛/m2,6~8 株/丛。蜈蚣草一个季度收割一次。
[0111] 实施例2
[0112] 用实施例1所述的一种重金属尾矿库渗滤液多元组合生态处理系统对某铅锌尾矿 库重金属渗滤液进行处理和生态修复,如图3所示,具体步骤包括:
[0113] 首先,对人工生态过滤床进行调试和挂膜:
[0114] (1)选取某重金属污泥堆场进行样品采集,经实验室分离筛选得到能有效去除低 浓度的优势菌株为氧化硫酸杆菌和氧化亚铁硫杆菌,在实验室进行驯化,并配制成菌液待 用;
[0115] (2)在中试室菌液培养箱内置入沼泽污泥和重金属污泥、加水配制污泥浓度为 9000~lOOOOmg/1的混合污泥300L~350L,并加入营养物质,按污泥量的1/20~1/10导入菌 液,间歇式开启低速搅拌机,开30~40分钟,停30~40分钟,每天搅拌10~12小时,控制温度 20°C~25°C,pH8~9,溶解氧DO < 1. Omg/L,经过7-8天的培养,液体成粉红色状,得优势菌 种;
[0116] (3)在人工生态过滤床内按床容的2/3投加含水率为98%以上的城市污水,污泥浓 度为4000~5000mg/L,按泥量的1/5~1/4将优势菌种导入人工生态过滤床,每2~3天导入 一次,其导入4~5次,控制温度20~25°C,pH7~11,溶解氧D0<0.5mg/L,经过8-10天时间, 使得人工生态过滤床中所述人工生态填料层的各种填料成褐黑色胶粘状,表明填料上挂膜 成功;此时,丰富的微生物就吸附固定在填料上,形成优势菌群;经过调试后,控制人工生态 过滤床的温度20~30°C,溶解氧D0<0.5mg/L,pH 7~11;人工生态过滤床中的天然土壤层 中种有挺水植物,挺水植物的根系中富含有多种微生物,与填料上的优势菌群联合作用,共 同富集重金属离子;
[0117] 然后,对重金属尾矿库渗滤液多元组合生态处理系统进行正式运行,包括如下步 骤:
[0118] (1)重金属尾矿库渗滤液进入均质调节池对水质进行均和,对水量进行调节;
[0119] (2)均和后的出水进入pH调整池,调pH至8~9;
[0120] (3)pH调整后的出水进入电化学设备进行电解反应,同时调pH至8~10.5;
[0121] (4)经电化学设备处理后的出水进入曝气池进行曝气搅拌及氧化反应,在此加入 絮凝剂以进行絮凝反应;
[0122] (5)经曝气池处理后的出水再进入斜管沉淀池去除污染物絮凝团;
[0123] (6)斜管沉淀池处理后的上清液栗送至人工生态过滤床,经人工生态床处理后由 底部配水间进入人工生态氧化渠,最后经加压后回用或排往附近水体;斜管沉淀池处理后 的底部污泥排入污泥池,污泥池内的污泥经处理后返回尾矿库,滤液返回均质调节池。
[0124] 处理装置外周回填人工改良土壤,在人工改良土壤上种植富集重金属植物,所述 人工改良土壤是按照以下质量配比配置的土壤:当地粘土占60%,石灰占20%,粉煤灰占 5%,腐殖酸占5%,微量元素铜、铁、锌、硼、钼各占2%。
[0125] 人工生态填料层中的优势菌群主要包括下属微生物:氧化硫杆菌、氧化亚铁硫杆 菌、脱硫肠菌层、脱硫叶菌属、脱硫细菌层、脱硫球菌-脱硫线菌脱硫八叠菌属、脱硫弧菌脱 硫微菌属。
[0126] 挺水植物的根系中富含有多种微生物包括:假单胞杆菌、黄杆菌、产碱杆菌、色杆 菌、无色杆菌、芽孢杆菌属、农杆菌属、肠杆菌。
[0127] 挺水植物为东南景天和遏蓝菜,两种植物间种。
[0128] 其主要设计参数为:
[0129] 1.水量:6000m3/d
[0130] 2.设计进出水水质单位:mg/L
[0131]
[0132] ~3.主要构筑物及设备
[0133] (1)均质调节池
[0134] 设计停留时间:8h
[0135] 设计尺寸:LXWXH=25X20X4(m)
[0136] 内设置粗、细格栅各一台
[0137] (2)pH 调整池
[0138] 设计停留时间:20min
[0139] 设计尺寸:LXWXH=6X6X4(m)
[0140] 配备:搅拌管1套,pH计1台,加药装置1套
[0141] (3)电化学设备池
[0142] 设计尺寸:L*W*H=10*10*3(m)
[0143] 配备:单梁起重机1台,pH调节系统1套
[0144] 电化学设备供电电源:三相5线制,380V
[0145] 配置功率:60kw
[0146] 极板模块:i. 〇t
[0147] 停留时间:l〇min
[0148] 换向周期:15min
[0149] 极板消耗:30-120g/m3
[0150] (4)曝气池
[0151] 设计停留时间:30min
[0152] 设计尺寸:LXWXH=10X5X4(m)
[0153] 配置:罗茨风机2台,20m3/h,升压120kPa,功率45W,一用一备;旋流曝气器138套, 液位计1台,加药装置2套
[0154] (5)斜管沉淀池
[0155] 设计停留时间:2h
[0156] 斜管水力负荷:1.0m3/m2 · h
[0157] 设计尺寸:LXWXH=20X10X4(m)
[0158] 配备:桁车式刮泥机1台,斜管填料200m3
[0159] (6)污泥池
[0160] 停留时间:4h
[0161] 设计尺寸:LXWXH=12.5X10X4(m)
[0162] 配备:污泥螺杆栗2台,一用一备,流量20m3/h,扬程120m;板框压滤机1台
[0163] (7)人工生态过滤床
[0164] 停留时间:12h
[0165] 设计尺寸:LXWXH=40X30X2.5(m)
[0166] 配备:7种生态填料,栽种4种挺水植物
[0167] (8)人工生态氧化渠
[0168] 停留时间:24h
[0169]
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