重金屬?gòu)U水的微生物處理

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　一、微生物法治理電鍍廢水技術(shù)

　　1.主要技術(shù)內(nèi)容

　　（1）基本原理用從電鍍污泥中獲得的SR系列復(fù)合功能菌，高效還原六價(jià)鉻為三價(jià)鉻，三價(jià)鉻、鋅、銅、鎳和鎘等二價(jià)金屬離子被菌體富集，再經(jīng)固液分離，廢水被凈化，污泥中金屬再用微生物或化學(xué)法回收，固液分離的上清液可以回用。

　?。?）技術(shù)關(guān)鍵本技術(shù)的關(guān)鍵是菌體的培養(yǎng)和“菌廢比”的合理調(diào)控，這是保證處理水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用的重要條件。一般采用厭氧技術(shù)培養(yǎng)菌體，培養(yǎng)液可以是生活污水，糞便，高濃度有機(jī)廢水，也可以人工配制。采用中溫發(fā)酵技術(shù)。根據(jù)廢水中的金屬離子的濃度和培養(yǎng)的菌體的濃度決定“菌廢比”，具體情況具體決定。

　?。?）工藝流程微生物治理電鍍廢水工藝流程見(jiàn)圖9-24。

　　2.主要技術(shù)指標(biāo)

　?。?）凈化能力本技術(shù)對(duì)廢水成分變化的適應(yīng)性強(qiáng)，各金屬離子濃度的范圍為：鉻1mg／L～1000mg／L，鋅1mg／L～1000mg／L，銅1mg／L～1000mg／L，鎳1mg／L～500mg／L，鎘1mg／L～500mg／L.本技術(shù)不僅能處理單一的金屬?gòu)U水，也可處理混合的金屬?gòu)U水。廢水的pH值可在4～8范圍內(nèi)變化。每天處理廢水量可達(dá)1m³～1000m³以上。

　　（2）特點(diǎn)利用微生物高效快速還原六價(jià)鉻，無(wú)二次污染，能回收菌泥中的金屬，因此，使用周期長(zhǎng)，管理方便。如果能利用生活污水、食品加工廢水等培養(yǎng)微生物，可以實(shí)現(xiàn)以廢治廢。

　?。?）出水水質(zhì)處理后排放水中六價(jià)鉻、總鉻、鋅、銅、鎳、鎘等金屬低于國(guó)家GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表9-15。

　　3.投資分析對(duì)于日處理100t廢水的規(guī)模而言，1992年價(jià)格為總投資30萬(wàn)元，其中土建15萬(wàn)元，設(shè)備10萬(wàn)元，其他5萬(wàn)元。

　　本技術(shù)主要設(shè)備使用期可達(dá)40年，運(yùn)行費(fèi)用約為每噸廢水0.20元。

　　4.主要設(shè)備微生物法治理電鍍廢水技術(shù)的主要設(shè)備有培菌池，生物反應(yīng)器，調(diào)節(jié)池，泵房，沉淀池，消毒池，主控室，化驗(yàn)室等。

　　二、硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水

　　硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產(chǎn)生硫化氫，硫化氫和廢水中的重金屬反應(yīng)，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。

　　1.廢水處理工藝流程見(jiàn)圖9-25。

　　2.工藝說(shuō)明利用微生物方法處理重金屬?gòu)U水時(shí)，由于廢水中常缺乏微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括有機(jī)物、氮、磷等，因此，在廢水中需加入所缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

　　生物反應(yīng)器是一個(gè)厭氧反應(yīng)系統(tǒng)，微生物在厭氧條件下分解有機(jī)物，還原硫酸鹽生成硫化氫，硫化氫與廢水中的鋅離子反應(yīng)生成不溶性的硫化鋅。生物反應(yīng)器的類(lèi)型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應(yīng)器等。

　　反應(yīng)生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起，當(dāng)其濃度達(dá)到一定程度以后，為了保證生物反應(yīng)器的正常運(yùn)行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高，可以回收。

　　從沉淀池中的出水，雖然鋅離子的去除率很高，但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫，因此必須要進(jìn)行好氧處理去除COD和硫化氫，使最終出水的指標(biāo)都達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.工藝參數(shù)對(duì)處理效果的影響從有關(guān)的研究中，分析不同的工藝參數(shù)對(duì)鋅離子去除效果的影響。

　?。?）進(jìn)水COD濃度對(duì)鋅離子去除能力的影響進(jìn)水COD濃度對(duì)鋅離子和COD去除能力的影響結(jié)果見(jiàn)表9-16。

　　從表9-16可見(jiàn)，出水COD隨進(jìn)水COD的降低而降低。反應(yīng)器中的硫化氫濃度隨進(jìn)水COD濃度下降而下降。但硫化氫濃度為80mg／L左右時(shí)，進(jìn)水COD增加不會(huì)導(dǎo)致硫化氫的增加。因此，考慮反應(yīng)器進(jìn)行的穩(wěn)定性和出水水質(zhì)，廢水中營(yíng)養(yǎng)物的加入量應(yīng)當(dāng)控制在300mg／L左右。

　　（2）水力滯留時(shí)間對(duì)反應(yīng)器穩(wěn)定性的影響在進(jìn)水COD為320mg／L，鋅離子100mg／L的條件下逐漸提高進(jìn)水速率。水力滯留時(shí)間由18h逐漸減少至3h，結(jié)果如表9-17。

　　由表9-17可以看出，當(dāng)水力滯留時(shí)間由18h降至9h時(shí)，對(duì)鋅離子的去除率基本無(wú)影響，繼續(xù)降低水力滯留時(shí)間鋅離子的去除率開(kāi)始逐漸降低，當(dāng)水力滯留時(shí)間降到4h以后，鋅離子的去除率急驟下降。分析裝置對(duì)鋅離子的總?cè)コ芰梢园l(fā)現(xiàn)：隨著水力滯留時(shí)間的減少，裝置單位容積對(duì)鋅離子的去除效率逐漸提高，當(dāng)水力滯留時(shí)間降到5h后，反應(yīng)器的離子去除能力最高，為429mg／L.d.如繼續(xù)降低水力滯留時(shí)間去除能力反而降低。當(dāng)水力滯留時(shí)間為3h時(shí)，鋅離子去除效率僅為246.8mg／L.d.這說(shuō)明SRB的活性受到了抑制。

　?。?）廢水中鋅離子濃度對(duì)反應(yīng)器穩(wěn)定性的影響進(jìn)水中鋅離子由初始的100mg／L逐漸增加到600mg／L，結(jié)果見(jiàn)表9-18.從表9-18可以看出，該方法對(duì)500mg／L以下的含鋅廢水都能有效地處理。隨著濃度的提高，裝置的單位體積處理效率也跟著提高，最高達(dá)1329mg／L.d.但如進(jìn)一步提高進(jìn)水鋅濃度至600mg／L，則鋅離子去除能力反而大大降低，單位體積的去除效率僅為864mg／L.d.說(shuō)明SRB已經(jīng)受到鋅的毒害作用。盡管如此，該結(jié)果也表明，本方法能夠耐受較高濃度的鋅離子的沖擊。

　?。?）進(jìn)水硫酸鹽濃度對(duì)鋅離子去除率的影響試驗(yàn)中為了避免干擾，進(jìn)水COD濃度提高到640mg／L，結(jié)果見(jiàn)表9-19。由表9-19表明，該法在所試范圍內(nèi)對(duì)鋅離子的去除率均為97％以上。分析硫化氫濃度表明，SRB的活性受硫酸鹽濃度影響。在硫酸根濃度低于500mg／L時(shí)，SRB的活性隨著硫酸根濃度的降低而降低。至100mg／L時(shí)，出水中已經(jīng)測(cè)不到硫化氫，在該濃度下看來(lái)不能長(zhǎng)期運(yùn)行。由于一般的工業(yè)廢水中硫酸鹽的濃度都較高，因而硫酸鹽的濃度不會(huì)影響本方法的應(yīng)用。

　　4.供設(shè)計(jì)參考的工藝參數(shù)硫酸鹽還原菌處理含鋅廢水的污泥床工藝可在進(jìn)水COD和鋅濃度分別為320mg／L與100mg／L時(shí)有效運(yùn)行，有機(jī)物和鋅離子的去除率分別達(dá)到73.8％和99.63％。在水力滯留時(shí)間降至6h時(shí)，鋅離子的去除率仍可達(dá)94.5％。進(jìn)水鋅離子濃度低于500mg／L時(shí)裝置可以穩(wěn)定運(yùn)行，而當(dāng)濃度達(dá)到600mg／L時(shí)，硫酸鹽還原菌受到鋅離子的明顯毒害。當(dāng)進(jìn)水COD1500mg／L，鋅離子500mg／L，水力滯留時(shí)間為9h時(shí)，裝置的鋅離子容積去除率可達(dá)1329mg／L.d。