专利名称：生物化学法治理含金属废水的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废水治理工艺，具体是一种生物化学法治理含金属废水的工艺。
目前国内外治理含金属废水的工艺有许多，包括传统的化学法、气浮法、反渗透法、电渗析法、活性炭法、铁氧体法和萃取法，但这些方法都各自存在不同的缺陷。如传统化学法(FeSo4还原法，石灰沉淀法等)靠化学反应去除金属离子，须加入定量的化学试剂，经常产生大量污泥，二次污染严重；电解还原法的含铁、铬污泥量大，且对设备腐蚀严重，电力消耗大；离子交换还原法存在投资大、操作复杂、树脂再生困难，运行成本高的缺陷。在国内外学者和环保专家的共同努力下，金属废水(特别是含铬金属废水)治理取得了许多有益的突破，从九十年代开始兴起的生物治理金属废水的方法已经取得成功，它处理部分金属废水的指标已经优于国家的各项标准，而且其投资和运行成本都低于传统的物理化学方法。但此技术对含锌废水、含镍废水等处理效果不尽入意，且抗高浓度电镀水冲击负荷较小。
本发明的目的是克服现有技术存在的各种缺陷，为公众提供一种污泥量少、抗冲击性高、处理效果稳定、能广谱简便处理各种高浓度金属废水且运行成本低的生物化学法治理含金属废水的工艺。
本发明生物化学法治理含金属废水的工艺是将培育好的微生物复合菌与废水按1∶1～10的体积比加入反应池反应，在反应池中加入化学试剂Na2S或/和FeS，每吨废水加入0.05～5公斤化学试剂，反应后的菌和废水进入沉淀池中进行泥水分离，沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池，废水达标排放，反应池水力停留时间＞3小时，沉淀池水力停留时间＞4小时，上述微生物复合菌由脱硫杆菌(A)、脱硫肠杆菌(B)和阴沟肠杆菌(C)组成，也可是其中任意两种的组合，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，所述微生物复合菌培菌反应条件较佳为温度20-45℃、Ph5.5-8.5，在培菌池中加入培菌用工业培养基和自来水，恒温厌氧15小时以上即完成培菌过程。
上述方案中，清水池中的水也可部份还回培菌池以取代自来水。
如上所述生化法是利用微生物细胞的絮凝性、细胞表面的电荷吸附、微生物细胞生长过程中的代谢产物与废水中金属离子发生中和作用、桥连吸附作用和卷扫作用，形成多核羟基络合物，促使菌剂团聚集长大并沉降，并在投资、运行、操作管理和金属回收、出水水质等方面，优于传统的化学沉淀法、离子交换法及电解法和气浮法工艺。生化法中高效微生物本身具有还原、吸附废水中重金属离子作用，同时缓冲废水pH，另外还起着络合、絮凝作用，经过固液分离的手段，把吸附重金嘱离子的菌剂沉淀下来，从而达到水的净化目的。本发明正是利用微生物不断生长过程中，产生的气体和细胞代谢产物，静电吸附作用，络合作用，使金属离子被沉降从而净化废水，低投入高效率的彻底实现废水中重金属的治理，加入化学试剂在系统中起到补充抗中击负荷的作用；从而做到即保证出水达标排放，污泥量少，又大大减小了二次污染。
本发明选用自然界对金属离子具有抗性的微生物复合菌株(由脱硫杆菌；脱硫肠杆菌；阴沟肠杆菌组成)，经过进行长期纯化培养和抗性试验后，在20-45℃常压15小时厌氧扩大培养作为本工艺微生物主要来源。此微生物就是一种天然有机高分子絮凝剂(其本身细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质N-乙酰多糖胺等成分均可作絮凝剂)。细胞表面含有活性氨基和羟基，对带正电荷的金属离子具有极强的絮凝能力。此外，生物体分泌的代谢产物(如细胞黏液)也可对金属产生很好的絮凝作用，兼之具有良好的沉降性能，从而提高了对电镀重金属废水的净化效果。另外，在使用微生物的同时加入Na2S、FeS等组成的专用化学试剂，可大大提高废水处理的效率、稳定性和抗冲击性。
本发明工艺可处理废水浓度六价铬(Cr6+)废水50-1000mg/L；含铜(Cu2+)废水50-150mg/L；含锌(Zn2+)废水10-150mg/L；含镍(Ni+)废水50-350mg/L。
按本发明的工艺处理废水效果稳定，所有指标均达到和优于国家一级排放标准，且具有抗冲击性好、平均运行费用低(处理每吨废水低于一元)等特点。
本发明处理金属废水可达到的技术指标项目 流量(M3/d) 进水(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
本发明与传统常用的混凝沉淀法、电解还原法、离子交换法进行比较(以含铬废水为例)结果列表如下
(备注单位运行费包括人工费、药剂费、电费、材料费等)本发明的工艺流程简图如附
图1所示。
下面是本发明的实施例，本发明不仅限于所述实施例。
实施一在20M3培菌池中加入2M3A+B+C复合菌剂；其中A∶B∶C=1∶0.5∶1，在培菌池中加入36公斤培菌用工业培养基(如肉膏蛋白胨复合培养基)，加自来水注满培菌池，密闭恒温30C常压培养24小时即完成培菌，废水池中废水浓度为六价铬(Cr6+)40mg/L，总铜(Cu2+)30mg/L，总锌(Zn2+)15mg/L，总镍(Ni+)14mg/L；培养好的微生物复合菌与废水按1∶8的比例进入反应池反应；在微生物复合菌和废水进入反应池中途的管线中加入化学试剂Na2S，按每吨废水加0.12公斤的比例加入，反应完的菌和废水进入沉淀池泥水分离，反应池水力停留时间为3.2小时；沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池，沉淀池水力停留时间为4.5小时，废水达标排放，出水中六价铬(Cr6+)0.1mg/L；总铜(Cu2+)0.01mg/L；总锌(Zn2+)0.5mg/L；总镍(Ni+)0.3mg/L，全部达到或低于国家污水一级排放标准。
附国家污水综合排放标准中与本方法相关的一些指标(单位mg/L)
实施例二在20M3培菌池中加入4 M3A+B复合菌剂；其中A∶B=1∶5，在培菌池中加入32公斤培菌用工业培养基(如工业复合酵母膏培养基)，加自来水注满培菌池，密闭恒温40℃常压培养24小时即完成培菌，废水池中废水浓度为六价铬(Cr6+)900mg/L，总铜(Cu2+)100mg/L，总锌(Zn2+)50mg/L，总镍(Ni+)250mg/L；培养好的微生物复合菌与废水按1∶3的比例进入反应池反应；在反应池中加入化学试剂FeS，按每吨废水加3公斤的比例加入，6小时后反应完的菌和废水进入沉淀池泥水分离，沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池，沉淀池水力停留时间为6小时，废水达标排放，出水中六价铬(Cr6+)0.35mg/L；总铜(Cu2+)0.12mg/L；总锌(Zn2+)0.5mg/L；总镍(Ni+)0.3mg/L，全部达到或低于国家标准。
实施例三在20M3培菌池中加入3 M3B+C复合菌剂；其中B∶C=1∶8，在培菌池中加入34公斤培菌用工业培养基(如牛肉膏蛋白胨复合培养基)，加自来水注满培菌池，密闭恒温23℃常压培养44小时即完成培菌，废水池中废水浓度为六价铬(Cr6+)650ng/L，总铜(Cu2+)120mg/L，总锌(Zn2+)120mg/L，总镍(Ni+)300mg/L；培养好的微生物复合菌与废水按1∶3的比例进入反应池反应；在微生物复合菌和废水进入反应池中途的管线中加入化学试剂Na2S，按每吨废水加1公斤的比例加入，反应完的菌和废水进入沉淀池泥水分离，反应池水力停留时间为5小时；沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池，沉淀池水力停留时间为6小时，废水达标排放，出水中六价铬(Cr6+)0.22mg/L；总铜(Cu2+)0.21mg/L；总锌(Zn2+)0.45mg/L；总镍(Ni+)0.28mg/L，全部达到或低于国家标准。
实施例四在20M3培菌池中加入3.5M3A+C复合菌剂；其中A∶C=1∶2，在培菌池中加入33公斤培菌用工业培养基，加自来水注满培菌池，密闭恒温45℃常压培养15小时即完成培菌，废水池中废水浓度为六价铬(Cr6+)150mg/L，总铜(Cu2+)50mg/L，总锌(Zn2+)20mg/L，总镍(Ni+)70mg/L；培养好的微生物复合菌与废水按1∶6.5的比例进入反应池反应；在微生物复合菌和废水进入反应池中途的管线中加入化学试剂FeS和Na2S，按每吨废水各加0.8公斤的比例加入，反应完的菌和废水进入沉淀池泥水分离，反应池水力停留时间为6小时；沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池，沉淀池水力停留时间为7小时，废水达标排放，并部份返入培菌池以取代自来水，出水中六价铬(Cr6+)0.10mg/L；总铜(Cu2+)0.01mmg/L；总锌(Zn2+)0.35mg/L；总镍(Ni+)0.30mg/L，全部达到或低于国家标准。
权利要求
1.生物化学法治理含金属废水的工艺，其特征在于是将培育好的微生物复合菌与废水按1∶1～10的体积比加入反应池反应，每吨废水中加入0.05～5公斤化学试剂Na2S或/和FeS，反应后的菌和废水进入沉淀池中进行泥水分离，沉淀后的上清液通过过滤池成为清水进入清水池，废水达标排放，反应池水力停留时间＞3小时，沉淀池水力停留时间＞4小时，上述微生物复合菌由脱硫杆菌(A)、脱硫肠杆菌(B)和阴沟肠杆菌(C)组成，或是其中任意两种的组合，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.根据权利要求1所述的生物化学法治理含金属废水的工艺，其特征在于所述微生物复合菌培菌反应条件较佳为温度20-45℃、Ph5.5-8.5，在培菌池中加入培菌用工业培养基和自来水，恒温厌氧15小时以上即完成培菌过程。
3.根据权利要求1所述的生物化学法治理含金属废水的工艺，其特征在于所述清水池中的水部份还回培菌池以取代自来水。
全文摘要
本发明是一种生物化学法治理含金属废水的工艺,是将培育好的由脱硫杆菌(A)、脱硫肠杆菌(B)和阴沟肠杆菌(C)组成的微生物复合菌与废水按1∶1～10的体积比加入反应池反应,每吨废水中加入0.05～5公斤化学试剂Na
文档编号C02F3/34GK1322680SQ0011291
公开日2001年11月21日 申请日期2000年5月10日 优先权日2000年5月10日
发明者裴锡理 申请人:裴锡理