【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及利用生物瀝浸技術(shù)去除城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法,屬于環(huán)境工程
技術(shù)介紹
當(dāng)前我國(guó)城市垃圾問(wèn)題日益突出,全國(guó)2/3的城市處于垃圾包圍之中,其中1/4已無(wú)填埋堆放場(chǎng)地。2015年城市垃圾產(chǎn)量達(dá)2.6億噸,每年還以8%-10%的速度增長(zhǎng)。垃圾焚燒發(fā)電以其徹底的無(wú)害化、高效的減量化和可觀的能源化成為處理城市混合垃圾最好的減量化方式。十三五期間,垃圾焚燒發(fā)電的比列將由現(xiàn)在的25%升至50%。飛灰是生活垃圾焚燒發(fā)電煙道收集產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物,含有高濃度的重金屬、二惡英和氯離子。循環(huán)流化床飛灰產(chǎn)生量一般占垃圾總量的10%,機(jī)械爐排爐則為3%左右,因此后者的有毒物質(zhì)濃度更高。目前,全國(guó)飛灰產(chǎn)生量400-500萬(wàn)噸,十三五末預(yù)計(jì)將達(dá)800-1000萬(wàn)噸。而毒性更強(qiáng)、危害更大的機(jī)械爐排爐飛灰占50%以上。飛灰的主流處置工藝是穩(wěn)定化/固化后填埋,即加入螯合劑和水泥降低有毒重金屬的遷移性后送安全填埋場(chǎng)填埋。該工藝處置成本在2000-3000元/噸,而且有毒金屬的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)依然存在。在填埋成本居高不下的情況下,水泥窯協(xié)同
處置被薦為飛灰處理的輔助手段。但該技術(shù)受到水泥市場(chǎng)需求的嚴(yán)重制約,難以滿足飛灰及時(shí)的處置要求。從飛灰中去除有毒金屬是其低限制/無(wú)限制資源化利用(如制磚、路基、混凝土等)的前提和基礎(chǔ)。基于硫酸、硝酸和鹽酸的強(qiáng)酸濕法浸提可以有效溶釋有毒金屬,但存在設(shè)備要求高、操作條件嚴(yán)、安全風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)題。近年來(lái),綠色環(huán)保的生物瀝浸技術(shù)也被用于飛灰中有毒金屬的溶釋。以葡萄糖、蔗糖、糖蜜等有機(jī)物為能源底物的異養(yǎng)生物瀝浸耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、效率低,難以實(shí) ...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用生物瀝浸技術(shù)去除城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法,其特征在于包括以下步驟:(1)城市垃圾焚燒飛灰的水洗脫鹽除堿:應(yīng)用自來(lái)水、再生水或其他低鹽廢水洗滌飛灰;(2)生物瀝浸工作菌劑:基本工作菌劑是由氧化硫硫桿菌(A.t?ATCC19377)、氧化亞鐵硫桿菌(A.f?ATCC23270)和嗜鐵鉤端螺旋菌(L.f?ML?04)組成的混合菌株;復(fù)配菌劑是由基本工作菌劑和本實(shí)驗(yàn)室篩選的高效硫氧化自養(yǎng)混合菌株(BGS?1)復(fù)合而成,BGS?1含有A.t?TSK?3,A.t?9B?1,A.t?BEF3,A.t?ORCS6,A.t?ABRB2011,A.t?BAW3,A.t?2AP,A.t?BAD2,A.t?2mb,A.t?SO?1等多種菌株,篩選于山西某礦區(qū);耐鹽菌劑由基本工作菌劑通過(guò)誘變育種而來(lái),物理誘變包括紫外線、微波和超聲波,化學(xué)誘變包括鹽酸羥胺、亞硝基胍和亞硝酸鹽處理,復(fù)合誘變采用兩種或兩種以上的誘變劑或誘變方法進(jìn)行誘變育種;(3)基本工作菌劑再生?浸提分批工藝去除低鹽低堿城市垃圾焚燒飛灰重金屬,制備無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液包括:KNO3和/或NaNO2和/或(NH4)2SO4,0.5?4.0g/L ...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用生物瀝浸技術(shù)去除城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法,其特征在于包括以下步驟:(1)城市垃圾焚燒飛灰的水洗脫鹽除堿:應(yīng)用自來(lái)水、再生水或其他低鹽廢水洗滌飛灰;(2)生物瀝浸工作菌劑:基本工作菌劑是由氧化硫硫桿菌(A.t ATCC19377)、氧化亞鐵硫桿菌(A.f ATCC23270)和嗜鐵鉤端螺旋菌(L.f ML-04)組成的混合菌株;復(fù)配菌劑是由基本工作菌劑和本實(shí)驗(yàn)室篩選的高效硫氧化自養(yǎng)混合菌株(BGS-1)復(fù)合而成,BGS-1含有A.t TSK-3,A.t 9B-1,A.t BEF3,A.t ORCS6,A.t ABRB2011,A.t BAW3,A.t 2AP,A.t BAD2,A.t 2mb,A.t SO-1等多種菌株,篩選于山西某礦區(qū);耐鹽菌劑由基本工作菌劑通過(guò)誘變育種而來(lái),物理誘變包括紫外線、微波和超聲波,化學(xué)誘變包括鹽酸羥胺、亞硝基胍和亞硝酸鹽處理,復(fù)合誘變采用兩種或兩種以上的誘變劑或誘變方法進(jìn)行誘變育種;(3)基本工作菌劑再生-浸提分批工藝去除低鹽低堿城市垃圾焚燒飛灰重金屬,制備無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液包括:KNO3和/或NaNO2和/或(NH4)2SO4,0.5-4.0g/L;KH2PO4和/或K2HPO4和/或Na3PO4,0.5-4.0g/L;FeSO4和/或MgSO4,0.1-1.0g/L;FeCI2和/或CaCl2,0.1-1.0g/L;硫代硫酸鹽和/或S2-和/或硫磺,2-32g/L;Fe2+和/或黃鐵礦2-32g/L,自來(lái)水配置,自然pH值;接種基本工作菌劑(5%-20%接種量)并啟動(dòng)加熱(30-45℃)、曝氣(溶解氧40-100%飽和度)和攪拌(40-160轉(zhuǎn)/分),檢測(cè)體系pH,ORP,Fe2+,Fe3+和菌株濃度的變化,待pH減至0.8-1.2時(shí),
\t過(guò)濾或離心分離固體物質(zhì)(菌體和能源底物)和酸性浸提液;向浸提池中酸性浸提液加入水洗飛灰(固液比5%-20%),攪拌(30-120轉(zhuǎn)/分)4-6小時(shí),檢測(cè)體系pH升至4.0-7.0目標(biāo)金屬浸出后,過(guò)濾或離心分離飛灰和溶有金屬離子的瀝浸液;脫毒飛灰進(jìn)行制磚、路基和混凝土等資源化利用,失效瀝浸液補(bǔ)加無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液并接種后進(jìn)行再生;重復(fù)以上再生-浸提過(guò)程20-25次,直到體系氯離子濃度富集到1500-2000mg/L,菌劑生長(zhǎng)和活性顯著減低,再生速度明顯減慢停止;(4)基本工作菌劑再生-浸提膜生物反應(yīng)器連續(xù)工藝去除低鹽低堿城市垃圾焚燒飛灰重金屬,制備無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液包括:KNO3和/或NaNO2和/或(NH4)2SO4,0.5-4.0g/L;KH2PO4和/或K2HPO4和/或Na3PO4,0.5-4.0g/L;FeSO4和/或MgSO4,0.1-1.0g/L;FeCI2和/或CaCl2,0.1-1.0g/L;硫代硫酸鹽和/或S2-和/或硫磺,2-32g/L;Fe2+和/或黃鐵礦2-32g/L,自來(lái)水配置,自然pH值;接種基本工作菌劑(5%-20%接種量)并啟動(dòng)加熱(30-45℃)、曝氣(溶解氧40-100%飽和度)和攪拌(40-160轉(zhuǎn)/分),檢測(cè)體系pH,ORP,Fe2+,Fe3+和菌株濃度的變化,待pH減至0.8-1.2時(shí),開(kāi)啟進(jìn)出水保持平衡并調(diào)節(jié)進(jìn)出水速度以控制出水pH穩(wěn)定在0.8-1.2;向浸提池中酸性浸提液加入水洗飛灰(固液比5%-20%),攪拌(30-120轉(zhuǎn)/分)4-6小時(shí),檢測(cè)體系pH升至4.0-7.0目標(biāo)金屬浸出后,過(guò)濾、壓濾、離心或自然沉淀分離飛灰和溶有金屬離子的瀝浸液;脫毒飛灰進(jìn)行制磚、路基和混凝土等資源化利用,失效瀝浸液補(bǔ)加無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液后作為進(jìn)水進(jìn)入膜反應(yīng)
\t器再生;重復(fù)以上再生-浸提過(guò)程20-25次,直到體系氯離子濃度富集到1500-2000mg/L,菌劑生長(zhǎng)和活性顯著減低,再生速度明顯減慢停止;(5)復(fù)合菌劑再生-浸提分批工藝去除低鹽高堿城市垃圾焚燒飛灰重金屬,制備無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液包括:KNO3和/或NaNO2和/或(NH4)2SO4,0.5-4.0g/L;KH2PO4和/或K2HPO4和/或Na3PO4,0.5-4.0g/L;FeSO4和/或MgSO4,0.1-1.0g/L;FeCI2和/或CaCl2,0.1-1.0g/L;硫代硫酸鹽和/或S2-和/或硫磺,2-32g/L;Fe2+和/或黃鐵礦2-32g/L,自來(lái)水配置,自然pH值;接種復(fù)合菌劑(5%-20%接種量)并啟動(dòng)加熱(30-45℃)、曝氣(溶解氧40-100%飽和度)和攪拌(40-160轉(zhuǎn)/分),檢測(cè)體系pH,ORP,Fe2+,Fe3+和菌株濃度的變化,待pH減至0.8-1.2時(shí),過(guò)濾或離心分離固體物質(zhì)(菌體和能源底物)和酸性浸提液;向浸提池中酸性浸提液加入水洗飛灰(固液比2%-10%),攪拌(30-120轉(zhuǎn)/分)4-6小時(shí),檢測(cè)體系pH升至4.0-6.5目標(biāo)金屬浸出后,過(guò)濾、壓濾、離心或自然沉淀分離飛灰和溶有金屬離子的瀝浸液;脫毒飛灰進(jìn)行制磚、路基和混凝土等資源化利用,失效瀝浸液補(bǔ)加無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液并接種后進(jìn)行再生;重復(fù)以上再生-浸提過(guò)程10-20次,直到體系氯離子濃度富集到1500-2000mg/L,菌劑生長(zhǎng)和活性顯著減低,再生速度明顯減慢停止;(6)復(fù)合菌劑再生-浸提膜生物反應(yīng)器連續(xù)工藝去除低鹽高堿城市垃圾焚燒飛灰重金屬,制備無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液包括:KNO3和/或NaNO2和/或(NH4)2SO4,0.5-4.0g/L;KH2PO4和/或K2HPO4和/或Na3PO4,0.5-4.0g/L;FeSO4和/或MgSO4,0.1-
\t1.0g/L;FeCI2和/或CaCl2,0.1-1.0g/L;硫代硫酸鹽和/或S2-和/或硫磺,2-32g/L;Fe2+和/或黃鐵礦2-32g/L,自來(lái)水配置,自然pH值;接種復(fù)合菌劑(5%-20%接種量)并啟動(dòng)加熱(30-45℃)、曝...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:辛寶平,王佳,田炳陽(yáng),
申請(qǐng)(專利權(quán))人:北京理工大學(xué),
類型:發(fā)明
國(guó)別省市:北京;11
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