一種生物處理含鎘廢水的方法技術

一種生物處理含鎘廢水的方法，屬于水處理領域。步驟如下：（1）利用細菌包埋固定化技術將濃縮后的硫酸鹽還原菌與無機親水材料制成生物活性載體填料，直接裝填厭氧生物濾池。（2）含鎘離子及硫酸根離子的廢水流經生物濾池，硫酸鹽還原菌將硫酸根（SO42-）中正六價的硫還原為硫離子（S2-），鎘與硫離子結合形成硫化鎘的難溶物，從而將鎘去除。原廢水經過生物濾池，出水鎘低于0.1mg/L，達到國家《污水排入城鎮下水道水質標準》（CJ343-2010）中對鎘的排放要求。本發明專利技術的優點是去除率高、系統運行穩定、無二次污染，操作簡單。本方法可以有效的治理重金屬污染問題，對含鎘廢水的治理和水環境的改善具有重要的實際意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，適用于對廢水中鎘離子的去除，屬于水處理

技術介紹
目前我國重金屬污染主要有鎘污染、汞污染、血鉛污染和砷污染，其中鎘污染居于首位。電鍍、印染、紡織、采礦等行業排放大量的含鎘廢水，這些廢水進入環境后會對我們的身體健康造成嚴重危害。近幾年，我國已經有30多起重特大重金屬污染事件，嚴重影響群眾健康:2006年湘江湖南株洲段鎘污染、2009年湖南省瀏陽市鎘污染、2012年廣西龍江鎘污染等，其中廣西龍江的鎘污染事件波及下游約300公里河段，鎘含量超《地表水環境質量標準》III類標準約80倍，在國內歷次重金屬環境污染事件中是罕見的。據環保部公布的2010年《環境統計年報》數據顯示，2010年全國鎘的排放量為30.1噸，對我國的水環境及土壤造成嚴重污染。因此對于鎘污染的治理刻不容緩，如何高效的治理鎘污染受到環境保護研究者的聞度關注。現階段國內外針對含鎘廢水的處理方法主要有化學沉淀法、氣浮法、活性炭吸附法、離子交換法等。但這些傳統的物理化學除鎘離子的方法往往具有投資高、處理時間長、去除效果不好、系統穩定性差等缺點。到目前為止，針對廢水中 鎘離子的去除，除上述技術之外，尚無無環境二次污染的技術和方法。利用微生物處理鎘的技術是目前除鎘等重金屬離子的新興技術和科研前沿。在處理重金屬廢水中，微生物及其代謝產物可以對重金屬進行吸附分離，具有處理效率高、投資少、耗能低、操作方便、無二次環境污染等優點，對于良好生態環境的維持，尤其是工業發達的城市生態環境是很重要的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有傳統除鎘工藝的缺陷，提供一種利用微生物技術來處理廢水中的鎘離子。該方法過程簡單、高效、能耗低。在本專利技術的實驗條件下，使用含有硫酸鹽還原菌的厭氧生物濾池處理含鎘廢水可以達到國家《污水排入城鎮下水道水質標準》(CJ343-2010)中對鎘的排放要求。利用硫酸鹽還原菌將硫酸根(S042_)中正六價的硫還原為硫離子(S2_)的功能，將廢水中的鎘離子轉化生成硫化鎘的難溶物質，從而將鎘離子去除。在硫酸鹽不足時補加一定量的硫酸鹽(針對工業、冶金和礦山廢水，原廢水中硫酸鹽含量遠超過本專利技術所需硫酸鹽量)，無需再投加其他化學藥劑。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下:，包括以下步驟:( I)厭氧生物濾池的建立厭氧生物濾池，濾層載體填料采用無機親水礦物材料，例如沸石、石英砂等，原水水質范圍，pH:5 9 ;溫度11 33°C ;原水為含有鎘離子的廢水，(2)硫酸鹽還原菌的接種將硫酸鹽還原菌菌懸液通過濃縮獲得濃度不小于IO8個/mL的細菌濃縮液，通過細菌包埋固定化技術，同濾層中的載體一起制成生物活性載體填料,細菌濃縮液同載體填料混合的體積比為1:200，將這種生物活性載體填料裝填到濾池中作為濾層。(3)硫酸鹽還原菌活性填料的馴化活性填料的馴化:連續通入原水即含有鎘離子的廢水，起始流量為設計流量的50%，通過取樣來檢測出水鎘離子的含量，隨著出水中鎘離子含量的不斷降低，逐步提高原水的進水流量直至設計流量，當連續2天內出水中鎘離子的含量不大于0.lmg/L時，即認為活性填料馴化完成。此為常規的馴化操作方法，如剛開始情況下出水鎘離子的含量降低比較快，一般每降低20-30%，則增加10-15%的原水流量，隨著鎘離子的含量降低則原水的增加量也逐漸減少，最終使得出水的鎘離子的含量不大于0.lmg/L，且保證出水鎘離子的含量約2天不變，則馴化成功。 (4)鎘離子的去除含鎘的廢水流經生物濾池時，通過厭氧生物濾池中的硫酸鹽還原菌的作用，將硫酸根(so42_)中正六價的硫還原為硫離子(s2_)，同鎘離子結合生成硫化鎘的難溶物，被生物濾料層截留，從而將鎘離子去除，水里停留時間一般為3-4小時，濾池截留下來的硫化鎘，通過濾池的反沖洗過程實現清除。生物濾池的反沖洗:當生物濾池運行達到水質周期時，對生物濾池進行反沖洗。利用濾池的反沖洗過程實現細菌殘體及沉淀物的清除，維持厭氧生物濾池生物量的平衡及系統的正常運行。本專利技術的優點:1、生物濾池只需在原廢水中硫酸鹽不足時補加硫酸鹽，無需再投加其它藥劑(一般情況下，原廢水中硫酸鹽的濃度遠遠大于鎘離子的濃度，甚至大于幾十倍)；2、利用生物濾池對難溶物的截留性能直接將濾層中新生成的難溶性鎘去除，工藝過程簡單，只需要一級生物過濾過程，處理成本低，不需要其他附屬設備；3、本專利技術出水鎘低于0.lmg/L，達到國家《污水排入城鎮下水道水質標準》(CJ343-2010)中對鎘的排放要求。本專利技術的優點是去除率高、系統運行穩定、無二次污染，操作簡單。本方法可以有效的治理重金屬污染問題，對含鎘廢水的治理和水環境的改善具有重要的實際意義。附圖說明圖1為一種生物處理含鎘廢水方法的工藝流程圖。圖1中①原水進水管；②硫酸鹽投加厭氧生物濾池；@出水管；⑤反沖洗進水管；⑥沖洗排水槽；⑦活性填料；⑧礫石承托層；⑨反沖洗出水管。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步的描述:采用的裝置如圖1所示，，由含鎘的原水進水管①、硫酸鹽投加②(若硫酸根離子不夠用時，才采用此進行外加，但一般情況下，廢水中的硫酸根離子是完全能夠滿足要求的。)、厭氧生物濾池③、出水管④、反沖洗進水管⑤、反沖洗出水管⑨組成，其特征在于具體步驟如下:首先將含鎘的原水通過進水管①加入厭氧生物濾池③，在硫酸鹽不足時通過②補加硫酸鹽，原水經過厭氧生物濾池③經過生物反應由出水管④排出，即完成對含鎘廢水的處理過程。達到水質過濾周期后，實施反沖洗過程。反沖洗利用處理后水通過反沖洗進水管⑤對厭氧生物濾池③進行反沖，經過沖洗排水槽⑥從反沖洗排水管⑨排出，即完成厭氧生物濾池的反沖洗過程。厭氧生物濾池③內上方為活性填料⑦，下部為礫石承托層⑧。實施例1原水Cd2+ 濃度為 12mg/L, C0D/S0, =1.2，0RP=_108mv，pH 為 7 8，溫度為 16 20°C，厭氧生物濾池載體為沸石，粒徑為I 1.25mm，濾層厚度為1.2m，承托層為鵝卵石，粒徑為5 15mm，厚度為0.3m。硫酸鹽還原菌的菌懸液總量為20L，經濃縮后，菌懸液為50ml，硫酸鹽還原菌的濃度為IO8個/mL。按1:200的體積比將50mL硫酸鹽還原菌的濃縮液同IOL的沸石通過細菌包埋固定化技術制成具有生物活性的載體填料，加入濾池。濾池過濾的濾速為0.4m/h，水力停留時間為3h，反沖洗強度為10L/m2.s，反沖洗歷時為3min，反沖洗周期為20天。出水Cd2+ ( 0.08mg/L, 去除率為99.33%。權利要求1.，包括以下步驟: (1)厭氧生物濾池的建立 厭氧生物濾池，濾層載體填料采用無機親水礦物材料，原水水質范圍，pH:5 9 ;溫度11 33°C ;原水為含有鎘離子的廢水； (2)硫酸鹽還原菌的接種 將硫酸鹽還原菌菌懸液通過濃縮獲得濃度不小于IO8個/mL的細菌濃縮液，通過細菌包埋固定化技術，同濾層中的載體一起制成生物活性載體填料，細菌濃縮液同載體填料混合的體積比為1:200，將這種生物活性載體填料裝填到濾池中作為濾層； (3)硫酸鹽還原菌活性填料的馴化 活性填料的馴化:連續通入原水即含有鎘離子的廢水，起始流量為設計流量的50%，通過取樣來檢測出水鎘離子的含量，隨著出水中鎘離子含量的不斷降本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物處理含鎘廢水的方法，包括以下步驟：（1）厭氧生物濾池的建立厭氧生物濾池，濾層載體填料采用無機親水礦物材料，原水水質范圍，pH：5～9；溫度11～33℃；原水為含有鎘離子的廢水；（2）硫酸鹽還原菌的接種將硫酸鹽還原菌菌懸液通過濃縮獲得濃度不小于108個/mL的細菌濃縮液，通過細菌包埋固定化技術，同濾層中的載體一起制成生物活性載體填料，細菌濃縮液同載體填料混合的體積比為1:200，將這種生物活性載體填料裝填到濾池中作為濾層；（3）硫酸鹽還原菌活性填料的馴化活性填料的馴化：連續通入原水即含有鎘離子的廢水，起始流量為設計流量的50%，通過取樣來檢測出水鎘離子的含量，隨著出水中鎘離子含量的不斷降低，逐步提高原水的進水流量直至設計流量，當連續2天內出水中鎘離子的含量不大于0.1mg/L時，即認為活性填料馴化完成；（4）鎘離子的去除含鎘的廢水流經生物濾池時，通過厭氧生物濾池中的硫酸鹽還原菌的作用，將硫酸根（SO42?)中正六價的硫還原為硫離子（S2?），同鎘離子結合生成硫化鎘的難溶物，被生物濾料層截留，從而將鎘離子去除，水力停留時間一般為3?4小時，濾池截留下來的硫化鎘，通過濾池的反沖洗過程實現清除。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宏，譚科艷，吳宣，顧運，杜強強，胡希佳，尚海源，陶慕翔，趙月蘭，王玉潔，姚仁達，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：