CN101092274A - 利用微生物处理含氰废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用微生物处理含氰废水的方法,属于一种废水的处理方法。该方法对于总氰根浓度大于300mg/L的废水,处理步骤包括废水酸化预处理及生物处理;对于总氰根浓度小于300mg/L的废水,将废水直接加入到生物反应器中,控制反应温度、接种量、pH值及氰根初始浓度,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。优点在于:处理含氰废水可以分解水体中的氰根离子、金属络合离子、硫总氰化物等,该方法产渣少、外排水质好,处理费用低,对环境危害小,经济效益高,实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法,特别涉及一种利用微生物处理含氰废水的方法。
背景技术
众所周知,在废水中的氰化物主要来源于矿物开采和提炼、冶金化工、有机玻璃制造、农药生产、染料合成、塑料生产、合成纤维、石油化工及工业气体洗涤等;而氰化物又属于剧毒物质,会使人、畜中毒死亡;使农作物减产,对生物的新陈代谢产生抑制作用,严重污染水体引起中毒事件;因此必须对产生的含氰废水实行严格处理;从充分利用资源的角度,还是考虑回收利用氰化钠,这样既减少了对环境的破坏与影响,又符合清洁生产要求,实现发展与环境保护的协调;
目前,处理氰化物的主要方法有:氯氧化法、酸化法、SO2/空气法、活性炭催化氧化法、离子交换法、自然降解法及生物法,在上述诸多处理氰化物的方法中,生物法在国内已进行开发与应用,利用微生物的生物化学性质对氰化物、硫氰酸盐、铁总氰化物进行分解,使之成为氨、二氧化碳和硫酸盐等,能除去氰化物和氰络合物,但大多存在处理条件苛刻,适应条件范围窄的缺点,急需加以改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用微生物处理含氰废水的方法,解决了目前的处理方法大多存在的处理条件苛刻,适应条件范围窄等问题。本发明有效分解水体中的氰根离子、金属氰络合物离子等,该方法具有产渣少、外排水质好、处理费用低,具有很好的环境和经济效益,且减少对环境的危害;
本发明的技术方案是:通过对总氰化物降解菌的降氰机理的研究,提出了总氰化物的生物降解机理;研究结果表明,不同菌株对总氰化物降解机理不同,同一株菌对总氰化物的降解途径也可能不同,因而其也可能形成不同降解产物:
(1)将总氰化物分解为二氧化碳和氨
能以这种方式转化总氰化物的菌株包括:荧光假单孢菌NCIMB11764、恶臭假单孢菌腐皮镰孢菌等;
荧光假单孢菌在能有氧存在条件下,转化氢氰酸生成NH3和CO2,降解机理为:
该菌在有氧存在及在不同酶的催化作用下,对总氰化物的降解经两步反应完成,其反应机理为:
该菌降解总氰化物为NH3和CO:时,当有不同的酶存在时,其反应机理不同;总氰化物有两种不同的转化途径,即:
I、
II、
在在性和酸性条件下,腐皮镰孢菌降解总氰化物时,将总氰化物转化为NH:和CO:的机理为:
I、
II、
III、
(2)将总氰化物分解为二氧化碳、氨或甲酸、氨或甲酞胺
按此方式转化总氰化物的菌株包括:施氏假单孢菌AK61、荧光假单孢菌NCIMB 11764等;荧光假单孢菌降解总氰化物有多种途径,并且生成的产物不同,分别为二氛化碳、氨或甲酸、氨或甲酞胺;当溶液中总氰化物浓度较低时,生物转化总氰化物的机理为反应I,当溶液中总氰化物浓度较高时,生物转化总氰化物机理为反应II与反应III,即反应中甲酸和甲酸氨总是同时出现;该菌对总氰化物转化机理为:
I、
II、
III、
在pH值为9.2~10.7范围内,腐皮镰孢菌对总氰化物的降解反应分为两步进行,其反应最终产生为氨与甲酸,该菌生物转化总氰化物的机理为:
I、
II、
综上所述,生物法处理含氰废水可以分解水体中的氰根离子、金属络合离子等,其优点是产渣少、外排水质好、处理费用低,具有很好的环境和经济效益;但由于总氰化物的毒性极强,生物的耐受浓度是受限的,其工作浓度就要求还要低一些,所以目前只能应用于处理低浓度的含氰废水,导致其承受的负荷较小,这可以通过分段处理的办法来解决,先用酸化法回收总氰化物,这样把总氰化物浓度降至可用本发明的生物法处理的浓度。
本发明的具体方法是:对于总氰根浓度高于300mg/L的废水,
具体步骤如下:
步骤1:废水酸化预处理
a、在混酸器内,用硫酸将废水的pH值调整至1~3;
b、将废水加热至30~40℃后,加入吹脱反应器中进行氰氢酸吹脱,反应时间为3~4h,直至总氰根浓度降低到300mg/L以下为止;反应产生的氰氢酸在碱液吸收塔内吸收;
c、用碱将吹脱后废水的pH值调整至6~10,进行液固分离后的废水:
步骤2:生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中,反应温度为10~30℃,接种量为5%~25%,pH值6~10,氰根初始浓度50~300mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
本发明的另一方法是:对于总氰根浓度小于300mg/L的废水,将废水直接加入到生物反应器中,反应温度为10~30℃,接种量为5%~25%,pH值6~10,氰根初始浓度50~300mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
本发明的优点在于:处理含氰废水可以分解水体中的氰根离子、金属络合离子等,该方法产渣少、外排水质好,处理费用低,对环境危害小,经济效益高,实用性强。
具体实施方式:
实施例1:
废水总氰根浓度大于300mg/L,具体步骤如下:
步骤1:废水酸化预处理
a、在混酸器内,用硫酸将废水的pH值调整至1~3;
b、将废水加热至30~40℃后,加入吹脱反应器中进行氰氢酸吹脱,反应时间为3~4h,直至总氰根浓度降低到300mg/L以下为止;反应产生的氰氢酸在碱液吸收塔内吸收;
c、用碱将吹脱后废水的pH值调整至6~10,进行液固分离后的废水;
步骤2:生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中,反应温度为10℃,接种量为5%,pH值6,氰根初始浓度50mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例2:
废水总氰根浓度大于1000mg/L,具体步骤如下:
步骤1:废水酸化预处理
与实施例1相同;
步骤2:生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中,反应温度为20℃,接种量为15%,pH值8,氰根初始浓度150mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例3:
废水总氰根浓度大于300mg/L,具体步骤如下:
步骤1:废水酸化预处理
与实施例1相同;
步骤2:生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中,反应温度为30℃,接种量为25%,pH值10,氰根初始浓度250mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例4:
废水总氰根浓度小于250mg/L,将废水直接加入到生物反应器中,反应温度为10℃,接种量为5%,pH值6,氰根初始浓度50mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例5:
废水总氰根浓度小于250mg/L,将废水直接加入到生物反应器中,反应温度为20℃,接种量为15%,pH值8,氰根初始浓度150mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
实施例6:
废水总氰根浓度小于250mg/L,将废水直接加入到生物反应器中,反应温度为30℃,接种量为25%,pH值10,氰根初始浓度250mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
Claims (2)
1、一种利用微生物处理含氰废水的方法,其特征在于:对于总氰根浓度大于300mg/L的废水,该方法的步骤如下:
步骤1:废水酸化预处理
a、在混酸器内,用硫酸将废水的pH值调整至1~3;
b、将废水加热至30~40℃后,加入吹脱反应器中进行氰氢酸吹脱,反应时间为3~4h,直至总氰根浓度降低到300mg/L以下为止;反应产生的氰氢酸在碱液吸收塔内吸收;
c、用碱将吹脱后废水的pH值调整至6~10,进行液固分离后的废水;
步骤2:生物处理
预处理后的废水加入到生物反应器中,反应温度为10~30℃,接种量为5%~25%,pH值6~10,氰根初始浓度50~300mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
2、一种利用微生物处理含氰废水的方法,其特征在于:对于总氰根浓度小于300mg/L的废水,该方法是将废水直接加入到生物反应器中,反应温度为10~30℃,接种量为5%~25%,pH值6~10,氰根初始浓度50~300mg/L,并向反应器内充气,反应24小时后氰根浓度降至0.5mg/L。
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