本实用新型涉及环境工程技术领域，具体涉及一种生物法处理高浓度含硫氰酸盐废水的处理装置。可应用于工业废水处理等领域。
背景技术：
硫氰酸根离子(SCN-)是一种带负电、多原子、直线型离子，以-S-C≡N和-N＝C＝S两种结构存在，有较好的络合性。硫氰化物作为一种重要的化工原料，在纺织印染、精细化工、医药工业等领域广泛使用。在制备工业产品过程中，其投加比例往往过量且不能完全反应，致使大量的硫氰酸盐进入废水体系。含SCN-的废水直接排入环境中不仅使大量化工原料流失，也会对生态环境造成影响。工业生产中硫氰化物还以氰化物衍生物的形式进入废水体系，如黄金浸化厂硫氰化物多以氰化浸金出过程氰化物与硫的化学反应而产生，在硫化矿氰化浸出中废水中硫氰化物浓度达2000～3000mg·L-1，成为氰化浸出废水中含量最高的无机污染物之一，与氰化物、重金属及氨氮等组成氰化浸矿废水的主要污染物。
SCN-会对水体生态环境造成污染，对生物的健康也有危害。硫氰酸盐还原次序为F-<Cl-<Br<CN-<SCN-<I；K2CrO7法测COD值时，1mg SCN-对COD值的贡献为1.10mg，是仅次于酚类的第二大COD来源。另外，SCN-经氧化释放出大量的氨氮，而氨氮是造成水体富营养化的主要污染物，它会消耗水体内的溶解氧含量，导致水体富营养化，SCN-具有强配位性，容易与水体中的Fe3+、Cu2+等金属离子发生络合反应生成金属络合物造成废水色度高。硫氰酸根离子稳定性差，废水中的SCN-容易跟氯气氧化剂反应生成剧毒物质氯化氰或者被氧化成氰化物，造成废水毒性升高；同时SCN-本身具有毒性，正常人体血浆中SCN-浓度是0.1～0.4mg/L，摄入过量硫氰酸盐会妨碍机体对碘元素的利用、引起人体急性中毒。在具体工程实践中硫氰化物废水成分复杂，如浸化浸金废水、腈纶废水、练焦废水、农药废水，其特征污染物除硫氰化物以外还伴随着大量的CN-、NH4+-N、酚类、有机胺等。该类废水处理需重点考滤如何降低废水毒性、色度及减少二次污染所造成的危害。
含硫氰酸盐废水的化学降解法普遍为深度氧化法，将SCN-氧化成SO42+、HCO3-、HN4+等形式被除去。其中具有代表性的碱氯法、酸氯法、因科法、酸化吸收-中和法、臭氧法、湿式空气氧化法、离子交换法等等。以臭氧氧化法为例，去除1g SCN-需要消耗约5克的臭氧，处理成本高。由此可见，大多数化学降解法对于处理含高浓度SCN-的脱硫废液化学品消耗大，尽管化学法有效可行，但费用高，且易带来二次污染问题，如氯碱法易造成氯离子的超标。
技术实现要素：
本实用新型提供一种高浓度硫氰酸盐废水的生物处理装置，能够高效的降解废水中的硫氰化物。包括：采用生物法处理黄金浸化浸出废水中的硫氰酸盐和同时存在的低浓度氰化物(易释放氰化物<10mg/L)，工业实践中年平均进水硫氰酸盐浓度2067mg/L，处理出水浓度小于0.56mg/L，去除率达99.96％，最高去除率达99.99％，该生物法不仅对硫氰酸盐几乎完全降解，对COD、及氨氮的处理均能达到污水综合排放标准要求。处理后排水COD<100mg/L、氨氮<15mg/L，CN<0.5mg/L。
本实用新型的技术方案：一种生物法处理高浓度含硫氰酸盐废水的装置，其主要包括：调节池与反硝化池连通，反硝化池依次连通一级硝化池、二级硝化池和沉淀池，沉淀池底部和污泥池连通，鼓风机分别连接调节池、一级硝化池和二级硝化池；污泥池上部分别与一级硝化池和二级硝化池连通；所述的一级硝化池和二级硝化池内放置含硫氰酸盐高效降解细菌活性污泥。
所述的一级硝化池和二级硝化池安装生物膜。
所述的反硝化池设置搅拌装置。
所述的硝化池中投加营养剂：有机碳：凯氏氮：磷酸盐＝100：5：1。
上述技术方案可以看出，由于本实用新型实施例采用采用生物法处理黄金浸化浸出废水中的硫氰酸盐能够达到很高的去除效果。
本实用新型的有益效果：
生物法处理硫氰化物废水时微生物能够在硫氰酸盐作为氮源和硫源，催化废水中的SCN-生成NH4+、SO42-、和CO2，并同时可降解氨氮COD等污染成分，克服了物化处理方法降解不彻底的缺点，其处理技术关键是硝化池中投加含能够直接处理SCN-的优势菌种的活性污泥。
在对此方法的研究和实践过程中，本发明的发明人发现：培育出硫氰酸盐高效降解细菌，SCN-的组成元素S、C、N均是生物生长所需的营养元素，微生物可以利用SCN-作为做生长所需养分，代谢产物为SO42-、CO2、氨等；氧化100mg SCN-会产生约24mg HN4+-N，其中10％被生物利用转化为生物质，其他则以NH4+形式进入水体，致使水中的NH4+浓度增高，因此在利用生物法处理SCN-时需同时进行氨氮的生物处理。SCN-降解主要在好氧条件下进行，生物处理部分主要由除碳单元和脱氮单元来完成。
对高浓度硫氰酸盐废水生物处理的应用实例中，对贵州锦丰矿业有限公司废水处理工程进行分析，发现废水中的硫氰化物在该组合工艺中主要在好氧过程中被利用，而一级硝池污泥通过高浓度硫氰化物的长期选择与驯化，出现硫氰化物降解功能菌。选择一级硝化池污泥菌源，通过培养高浓度驯化的方法，筛选出以硫氰化物为唯一碳、氮和硫源的自氧微生物菌群，该菌群源于高浓度硫氰化物的浸化浸金废水长时间驯化而能表现出对硫氰化物的高效降解。其在工业实践中生物处理可以实现高效降解废水中的硫氰酸盐，去除率高达99.99％。
微生物能利用氰化物、硫氰酸盐在它们细胞代谢过程中合成氨基酸等。一些属于诺卡菌属和放线菌能够在含有50～100mg/L的氰化物和硫氰化物溶液中存活，并经过适应性培养，还能够代谢氰化钠、氰化钾。如假单胞菌属(Pseudomonas,sp)能够把CN-分解为二氧化碳和氨。其中氰根的1/3氰离子被细胞利用，并且转化为CO2；其余的2/3氰离子则与三羟酸循环和同化。硫杆菌属能够在硫存在下将氰化物、硫氰化物分解为氨、二氧化碳和硫酸盐。固氮菌产生固氮酶，并在还原性培养基使氰酸盐转化为氨和甲烷。含硫氰化物污水微生物的生物化学作用在于：
硫氰酸盐被氧化的过程，在微生物的作用下发生如下反应：
SCN-+2H2O+2O2＝CO2+SO42-+NH4+ (1)
SCN-+3H2O+1/2O2＝CO2+SO42-+NH4+ (2)
SCN-+2H2O＝CO2+S2-+NH4++2OH- (3)
反应式(1)在有氧条件下进行；反应式(2)在缺氧或氧受到限制条件下进行；反应式(3)在厌氧条件下进行。
微生物破坏CN-的一个假设如方程(4)：
CN-+3H2O+1/2O2＝CO2+2OH-+NH4+ (4)
处理高浓度含硫氰酸盐废水生物降解过程在于：生物法去除硫氰酸盐主要分三个阶段完成：
第一阶段：好氧氨化，在有氧条件下，通过细菌的代谢过程把硫氰酸盐转化为氨和硫酸盐，化学式可表示为：
2SCN-+5H2O+3O42-＝SO42-+(NH4)SO4+CO2+CH2O (5)
这个过程需要保持足够的溶解氧量(DO)。
第二阶段：好氧硝化，即将第一阶段产生的氨氮经硝化菌进行硝化反应，硝化过程中产生NO2-N和NO3-N，这一过程也需硝耗大量的溶解氧。另外，污水中必须有保持足够的碱度，因硝化反应消耗碱，导致pH值下降，使硝化菌受到影响，使硝化速率降低。
第三阶段：反硝化或同步硝化-反硝化，反硝化在反硝化池进行，在缺氧的状态下，硝态氮(NO2-N和NO3-N)经反硝化菌的作用被还原为N2而被去除。缺氧反硝化必需把硝化液(硝化池混合液或二沉池污泥)回流至装有搅拌或曝气装置的反硝化池内进行。同时废水中要有足够的碳源来补充硝化过程中消耗的无机碳源，这个过程还产出碱，使碱度上升，可以减少硝化段的耗碱量。同步硝化反硝化反应过程可同时在好氧反应器内进行，即硝化细菌与反硝化细菌共存的状态，亚硝化菌和硝化细菌首先将氨氮转化为硝态氮(NO2-N和NO3-N)，再由反硝化菌将硝态氮转化为N2或NO2气体。这一应用过程在工业实践中，已经得到证实。
采用生物法处理黄金氰化浸出废水中的硫氰酸盐和少量氰化物(易释放氰化物<10mg/L)，工业实践中年平均进水硫氰酸盐浓度2067mg/L，处理出水浓度小于0.56mg/L，去除率达99.96％，最高去除率达99.99％，该生物法不仅对硫氰酸盐几乎完全降解，并且运行稳定，对COD、及氨氮的处理均能达到污水综合排放标准要求。处理后排水COD<100mg/L、氨氮<8mg/L。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本实用新型高浓度硫氰酸盐废水处理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供一种高浓度硫氰酸盐废水的生物处理方法，能够高效去除废水中的硫氰酸盐，本实用新型实施例还提供相应的呼叫处理系统。以下分别进行详细说明。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
一种生物法处理高浓度含硫氰酸盐废水的装置，其主要包括：调节池1与反硝化池2连通，反硝化池2依次连通一级硝化池3、二级硝化池4和沉淀池5，沉淀池5底部和污泥池6连通，鼓风机7分别连接调节池1、一级硝化池3和二级硝化池4；污泥池6上部分别与一级硝化池3和二级硝化池4连通。所述的一级硝化池3和二级硝化池4内放置含硫氰酸盐高效降解细菌活性污泥。
反硝化池2设置搅拌装置。所述的硝化池中投加营养剂：有机碳：凯氏氮：磷酸盐＝100：5：1。
一级硝化池3和二级硝化池4安装生物膜。生物膜法是属于好氧生物处理的方法，它是将废水通过好氧微生物和原生动物，后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。是在充分供氧条件下，用生物膜稳定和澄清废水的污水处理方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。
生物被膜是微生物有组织生长的聚集体。细菌不可逆的附着于惰性或活性实体的表面，繁殖、分化，并分泌一些多糖基质，将菌体群落包裹其中而形成的细菌聚集体膜状物。单个生物被膜可由一种或多种不同的微生物形成。
在废水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体(一般称填料)，在充氧的条件下，微生物在填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧(充氧装置由水处理曝气风机及曝气器组成)的废水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物，使污水得到净化，同时微生物也得到增殖，生物膜随之增厚。当生物膜增长到一定厚度时，向生物膜内部扩散的氧受到限制，其表面仍是好氧状态，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，并最终导致生物膜的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，周而复始，使污水得到净化。
微生物在填料表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一层薄薄的水层，水层中的有机物已经被生物膜氧化分解，故水层中的有机物浓度浓度比进水要低得多，当废水从生物膜表面流过时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水层中去，并进一步被生物膜所吸附，同时，空气中的氧也经过废水而进入生物膜水层并向内部转移。
生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对污染物进行分解和机体本身进行新陈代谢，因此产生的二氧化碳等无机物又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水层转移到流动的废水中或空气中去。这样一来，出水的污染物含量减少，废水得到了净化。
硫氰酸盐废生物处理系统的操作步骤为：需处理的含硫氰酸盐废水进入调节池经污水提升泵进入反硝化池进行生物反硝化处理后进入两级生物硝化池并注入空气曝气，使污水与活性污泥(含硫氰酸盐高效降解细菌)充分混合，并供给混合液足够的溶解氧。这时污水中的硫氰酸盐及其他有机污泥物被活性污泥中的好氧微生物分解，最后混合液进入沉淀池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥回到硝化池或反硝化池，继续进行净化过程，澄清的水排放。由于处理过程中活性污泥不断增长，部分剩余污泥通过沉淀池排泥泵从系统中排出，以维持系统稳定。废水降解过程通过大量微生物完成，包括细菌、放线菌和真菌，这些微生物将氰化物和硫氰酸盐降解为氨、二氧化碳和硫酸盐。所有硫氰化物和氰化物通常经大量微生物的氧化和吸附相结合的方法加以去除。含硫氰酸盐废水微生物处理是在特定构筑物中进行的，需人工创造适宜微生物生长条件，培育出硫氰酸盐高效降解细菌，充分利用微生物对硫氰酸盐的分解作用以高效率净化污水。
含硫氰酸盐废水微生物处理是在特定构筑物中进行的，需人工创造适宜微生物生长条件，培育出硫氰酸盐高效降解细菌，充分利用微生物对硫氰酸盐的分解作用以高效率净化污水。活性污泥的培养与驯化，活性污泥的培养或产生需要有菌种和菌种所需的营养物质，一般要求废水BOD5/CODcr≈0.5(一般应在0.45以上),水温25℃上下，就可直接用工业废水进行培养，也可以接种类似污水处理厂新鲜的活性污泥进行培养和驯化。因工业废水水质成分比较复杂，营养物质含量都比较低，活性污泥培养过程中还需根据情况外加营养物质至废水中，主要为磷和碳营养。
首先将废水引入生化处理系统。反硝化池水位达到设计水位时，开启水下搅拌设备，并将废水引入一二级硝化池，硝化池水位达到设计水位时，开启曝气设备(风机)曝气，曝气后的废水进入沉淀池进行固液分离后，澄清水排出；启动污泥回流泵将污泥池中的污泥回流至一级硝化池。硝化池的溶解氧浓度需控制在2.0～3.0mg/L左右。这样经过5～6d后(如果温度合适的话)，用1000mL量筒测沉降比时就能观察到稍模糊的絮状物(菌胶团)。为了补充营养和排除对微生物生长有害的代谢产物，应补充废水并通过沉淀池排出原有的污水。换水可间歇进行，也可连续进行。对硝化池进水水质进行检测，如果进水水质成分不足以提供给微生物足够的营养物，则按有机碳(TOC)：凯氏氮(TKN)：磷酸盐(XPO4)，符合100：5：1比例外加营养物，碳营养可选则投加工业葡萄糖、甲醇、动物粪便等，由于含硫氰酸盐废水含充足的氮营养而不需要外加氮源，磷营养可选则投加磷酸三钠、磷酸二氢钾等。
间歇曝气培菌的方法，例如可采用每天换水2～4次。将污水引入硝化池后，启动鼓风机运行，闷曝6h后停止曝气，然后沉淀1h，再向硝化池内补充新鲜废水，同时将原废水从出水堰排出。换水量可控制在硝化池容的25％，然后重复上述操作，直至连续进水，启动污泥回流。特别要引起注意的是不管间歇曝气还是连续曝气，硝化池出口处溶解氧宜控制在2.0～3.0mg/L；污泥回流的回流比在100％以内。根据活性污泥成长情况，适当调整曝气量，这样一直持续到混合液30分钟沉降比为10％～30％时止。在25℃的条件下，一般经过15～30d，就可以达到处理效果。
当活性污泥浓度，即MLSS浓度增加到一定浓度，例如1500mg/L，用1000mL量筒检测沉降比SV为30％时，则沉降指数：SVI＝100～150(mL/g),属于活性污泥良好的指标。标志活性污泥培养驯化达到要求，污水处理厂可投入正常运行。
如果为了较快地培养出活性污泥亦可采用接种法，即向曝气池内投加其他类似污水处理厂的新鲜脱水污泥。为了加快活性污泥培养速度，向曝气硝化池内投加营养物质如粪便水等加速生物的繁殖。在第一次进入废水并曝气后且经过数次闷曝间歇换水后，可以采用连续换水方式。连续换水时，回流污泥量可按80％～100％量回流。换水可延长到1.5～2d一次，以充分利用营养物质。一般水处理厂拟采用适当投加菌种，先间歇换水，后连续换水方式培养微生物。成熟的活性污泥具有良好的絮凝沉淀性能，污泥内含大量的菌胶团和纤毛虫原生动物，如钟虫、豆形虫、漫游虫、累枝虫等，并可使BOD5有90％以上的去除率。如污水处理厂要求对被处理的污水脱氮除磷，在基本完成活性污泥的培养后，还应进一步将活性污泥驯化以适应脱氮除磷的要求。
自活性污泥培养与驯化之日起，水质分析应按水处理化验所列指标项目，按项目每日分析记录，尽可能对水质进行充分的化验，以便掌握培菌的进度。
在活性污泥培养、驯化期间，按微生物生长情况，适当控制进水量和投加基料，同时控制污泥回流量。在活性污泥培驯期，不宜过分曝气，注意溶解氧控制在2～3.0mg/L。
污水培养与驯化第一阶段，因进水量不大，不断投入基料，有机碳(TOC)：凯氏氮(TKN)：磷酸盐(XPO4)，应符合100：5：1范围。并应作实际化验检测进行验证。如果TOC、XPO4偏小50％以上，用工业葡萄糖或磷酸三钠校正。这在每一调试阶段都要验证一次的。
开启污泥池回流泵，防止活性污泥的失活或减少。因第一阶段阶段MLSS浓度很低，回流污泥的回流率宜控制为进水量的60～100％左右。
调试时，要尽可能快的增加硝化池的混合液悬浮固体(MLSS)浓度。记录MLSS增长趋势。注意，此时切勿排除污泥，因为没有剩余污泥。当投入的脱水污泥菌种达到MLSS至1000mg/L，碳氮磷比例符合微生物生长需要，微生物的生长使MLSS逐步增加。显微镜检可明显见到菌胶团数量增多，体积增大，且边界越来越明显。
根据微生物镜检情况，确定营养基料的投加量。若微生物生长旺盛，则可逐步减少基料投加，直至MLSS增加至3000～5000mg/L。此时一般可终止基料的投放。
第一阶段培养驯化时间为一至二周，在第一节段培训顺利的情况下，即可进入第二阶段培训。第二阶段培训应进行连续运行，其中包括污泥回流。随着微生物驯化的顺利进行，硝化池中的混合液悬浮固体浓度(MLSS)将逐渐增大。按正常操作MLSS达到3000mg/L以上，镜检微生物生长良好，100倍显微镜镜检，菌胶团应达到数十个以上，个体增大，边界清晰，此是活性污泥培养获得成功的标志。倘达不到要求适当延长时间。在水温不低于25℃时，第二阶段的培训时间，一般为2～3周。第二阶段的活性污泥培养是要逐步减少基料投量。
完成培菌后的工艺控制主要针对如下项目：
pH值：7.5～8.5；水温：25～30℃；溶解氧(DO)：2.0～3.0mg/L；污泥龄：15～20天；污泥回流比(％)：60～100％；营养剂的投加：有机碳(TOC)：凯氏氮(TKN)：磷酸盐(XPO4)＝100：5：1。
所述的活性污泥中包含好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，主要由降解硫氰酸盐的脱硫菌和降解氨氮的亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌等组成。
所述的活性污泥微生物菌群由包含以降解硫氰酸盐为主的假单胞菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)、排硫杆菌(Thiobacillus)、脱氮硫杆菌(Bhiobacillus denitrificans)等；以降解氨氮为主的亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)、亚硝化球菌属(Nitrosococcus)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化叶菌属(Nitrosolobus)、亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)、硝化杆菌属(Nitrobacter)、硝化球菌属(Nitrococcus)、硝化螺菌属(Nitrospira)、脱氮硫杆菌(Bhiobacillus denitrificans)、产碱菌属(Alcaligenes)等。这些菌可直接利用含硫氰酸盐废水进行培养和驯化产生，如果为了较快地培养出活性污泥亦可采用接种法，即向硝化池内投加其他类似污水处理厂的新鲜脱水污泥。
以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些，对于在不脱离本实用新型思想前提下做出的简单推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。
需要说明的是，上述装置和系统内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本实用新型方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本实用新型方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
以上对本实用新型实施例所提供的一种高浓度硫氰酸盐废水的生物处理方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。