CN104743678A - 一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法 - Google Patents

一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104743678A
CN104743678A CN201510108562.2A CN201510108562A CN104743678A CN 104743678 A CN104743678 A CN 104743678A CN 201510108562 A CN201510108562 A CN 201510108562A CN 104743678 A CN104743678 A CN 104743678A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactor
sponge iron
time
water
biological
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510108562.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104743678B (zh
Inventor
李�杰
李文譞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Jiaotong University
Original Assignee
Lanzhou Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Jiaotong University filed Critical Lanzhou Jiaotong University
Priority to CN201510108562.2A priority Critical patent/CN104743678B/zh
Publication of CN104743678A publication Critical patent/CN104743678A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104743678B publication Critical patent/CN104743678B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/346—Iron bacteria

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，属于工业废水处理技术领域，其步骤为：反应器内部装填有体积比例为3∶1的有机多孔载体和生物海绵铁，持续曝气，控制溶解氧2-3mg/l；反应器中的进水采用化粪池出水，控制反应器内水力逆流运行停留时间为8h，同时监测进出水TP的变化；待反应器的出水TP浓度超过1mg/l时，关闭反应器中的曝气装置，使反应器处于厌氧状态；在反应器中的生物海绵体载体处于淹没状态时，持续5d的时间减小或持续3d的时间关闭发生海绵铁钝化的生物海绵铁反应器中的进水，停止反应器的运行；反应器开始进水、曝气、运行，重复上述过程一次。该方法操作简便，成本较低、运行处理效果高。

Description

一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，尤其涉及一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法。
背景技术
海绵铁是由纯铁和Fe3C及一些杂质组成的合金，具有含铁量高、多孔质轻、易于加工使用的特点。海绵体中的铁与Fe3C及其它杂质在电解质溶液中能形成腐蚀原电池，在中性或偏酸性的环境中，会发生化学腐蚀，通过电极反应生成Fe2+。微生物参与条件下，会加速海绵铁的这种电化学腐蚀速度。在此过程中产生的Fe2+又会刺激铁氧化菌的生长。铁氧化菌与Fe2+反应时，会发生称之为类Fenton的强氧化作用，大大提高生化反应器的处理能力，同时Fe2+会进一步氧化生成Fe3+。
基于海绵铁优越的物理化学性能，本发明人以海绵铁为生物载体填料，采用吸附的方法通过人工接种活性污泥形成具有更大活性的生物海绵铁。并海绵铁特殊的海绵状立体结构，为微生物的富集生长提供充足的空间，并为生化反应器中各种好氧、兼氧及厌氧微生物的协同共生提供良好的“微环境”。在此环境中，会生长出大量铁氧化菌与产生的Fe2+及时发生反应，同时在靠近海绵体表面的厌氧环境中还回生长出铁还原菌。
生物海绵铁是一种与铁碳微电解设备有着本质区别的生物强化型反应器，在实际中有着广泛的应用前景。在实际应用中，装有生物海绵铁填料的反应器随着反应时间的延长，生成的Fe3+会有部分沉积在生物海绵铁表面，形成以Fe2O3·FeO为主要成分的钝化膜，结果会减缓生物海绵铁微电解反应的进行，导致Fe2+溶出速率不断下降，进而影响生化反应器的处理效果。所以，消除生物海绵铁表面的钝化膜，是生物海绵铁反应器稳定运行的必要条件。
消除生物海绵铁表面的钝化膜，最简单的方法是将生物海绵铁取出，用机械的方法清除，但此方法劳动量太大、效果也不好，无法在实际过程中应用；用酸清洗效果可行，但会破坏微生物的活性。
铁还原菌在厌氧环境中，能以有机物为电子供体，将Fe3+还原为Fe2+，使不溶性的Fe2O3·FeO钝化膜溶解，恢复生物海绵铁的反应能力。铁还原菌本身存在于生物海绵铁表面，在厌氧条件下会大量生长，此反应过程中所需要的有机物，可以是原水中的有机污染物质，也可以从丰富的生物膜中获取。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种操作简便，成本较低、高效的脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，该方法包括如下步骤：
1)采用直径为5.5cm，高50cm的有机玻璃柱作为反应器，该反应器内部均匀装填有体积比例为3∶1的有机多孔载体和生物海绵铁，采用鼓风曝气装置进行持续曝气，控制溶解氧2-3mg/1；
2)反应器中的进水采用化粪池出水，控制反应器内水力逆流运行停留时间为8h，同时监测进出水TP的变化；
3)待反应器的出水TP浓度超过1mg/1时，关闭反应器中的曝气装置，使反应器处于厌氧状态；
4)在反应器中的生物海绵体载体处于淹没状态时，持续5d的时间减小或持续3d的时间关闭发生海绵铁钝化的生物海绵铁反应器中的进水，停止反应器的运行，第一次海绵铁钝化膜再生反应结束；
5)反应器开始进水、曝气、常运行，第一次再生反应中所释放出溶于水中钝化膜被连续排出反应器外，然后重复上述的第一次再生的反应步骤一遍，再生反应完成。
进一步，所述的重复再生开始和所述的第一次再生反应结束的中间间隔的好氧运行时间不超过2h；
优选地，所述的反应器的反应池中的水温控制在常温状态；
更优选地，所述的海绵铁反应器的反应池中的pH控制在6-9。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所述方法的原理是利用生物海绵铁表面存在的铁还原菌，将Fe2O3·FeO为主的钝化膜中的Fe3+还原为Fe2+，使不溶性的Fe2O3·FeO钝化膜溶解，恢复生物海绵铁的反应能力，恢复再生的时间短，处理的效果高；
2、本发明中铁还原菌还原Fe3+过程中所需的有机物，可以是原水中的有机污染物质，也可以从丰富的生物膜中获取，成本低廉，节约了操作的程序；
3.本发明所述方法为关闭发生海绵铁钝化的生物海绵铁反应器中的曝气装置，使反应器处于厌氧状态；减小(此状态维持4-5d左右时)或关闭(此状态维持3d以内时)发生海绵铁钝化的生物海绵铁反应器中的进水，停止反应器的运行；3-5d后，开始进水、曝气，反应器正常运行即可，所释放出溶于水中钝化膜被连续排出生物海绵铁反应器，操作极为简便；
4.本发明所述方法中通过两次连续再生过程，可以合理控制再生时间与再生程度，保证反应器的高效运行。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，该方法包括如下步骤：
1)采用直径为5.5cm，高50cm的有机玻璃柱作为反应器，该反应器内部均匀装填有体积比例为3∶1的有机多孔载体和生物海绵铁，采用鼓风曝气装置进行持续曝气，控制溶解氧3mg/1；
2)反应器中的进水采用化粪池出水，控制反应器内水力逆流运行停留时间为8h，同时监测进出水TP的变化；
3)待反应器的出水TP浓度超过1mg/1时，关闭反应器中的曝气装置，使反应器处于厌氧状态；
4)在反应器中的生物海绵体载体处于淹没状态时，持续5d的时间减小发生海绵铁钝化的生物海绵铁反应器中的进水，停止反应器的运行，第一次海绵铁钝化膜再生反应结束；
5)反应器开始进水、曝气、常运行，第一次再生反应中所释放出溶于水中钝化膜被连续排出反应器外，然后重复上述的第一次再生的反应步骤一遍，再生反应完成。
实验结果：
在进水TP为6～8mg/1条件下，出水TP＜1mg/1，运行一个月后，出水TP超过1mg/1，再生5d后继续运行，出水TP又恢复到＜1mg/1，如此反复3个月结果一样，再生效果良好。
实施例2：
一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，该方法包括如下步骤：
1)采用直径为5.5cm，高50cm的有机玻璃柱作为反应器，该反应器内部均匀装填有体积比例为3∶1的有机多孔载体和生物海绵铁，采用鼓风曝气装置进行持续曝气，控制溶解氧2mg/1；
2)反应器中的进水采用化粪池出水，控制反应器内水力逆流运行停留时间为8h，同时监测进出水TP的变化；
3)待反应器的出水TP浓度超过1mg/1时，关闭反应器中的曝气装置，使反应器处于厌氧状态；
4)在反应器中的生物海绵体载体处于淹没状态时，持续3d的时间关闭发生海绵铁钝化的生物海绵铁反应器中的进水，停止反应器的运行，第一次海绵铁钝化膜再生反应结束；
5)反应器开始进水、曝气、常运行，第一次再生反应中所释放出溶于水中钝化膜被连续排出反应器外，然后重复上述的第一次再生的反应步骤一遍，再生反应完成。
实验结果：
在进水TP为2.5～4.5mg/1条件下，出水TP＜0.5mg/1，运行40d后，出水TP超过0.5mg/1，再生3d后继续运行，出水TP又恢复到＜0.5mg/1，如此反复4个月结果一样，再生效果明显。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)采用直径为5.5cm，高50cm的有机玻璃柱作为反应器，该反应器内部均匀装填有体积比例为3∶1的有机多孔载体和生物海绵铁，采用鼓风曝气装置进行持续曝气，控制溶解氧2-3mg/1；
2)所述的反应器中的进水采用化粪池出水，控制所述的反应器内水力逆流运行停留时间为8h，同时监测进出水TP的变化；
3)待所述的反应器的出水TP浓度超过1mg/1时，关闭反应器中的曝气装置，使所述的反应器处于厌氧状态；
4)在所述的反应器中的生物海绵体载体处于淹没状态时，持续5d的时间减小或持续3d的时间关闭发生海绵铁钝化的生物海绵铁反应器中的进水，停止反应器的运行，第一次生物海绵铁钝化膜再生反应结束；
5)所述的反应器开始进水、曝气、常运行，第一次再生反应中所释放出溶于水中钝化膜被连续排出反应器外，然后重复上述的第一次再生的反应步骤一遍，再生反应完成。
2.根据权利要求1所述的脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，其特征在于，所述的重复再生开始和所述的第一次再生反应结束的中间间隔的好氧运行时间不超过2h。
3.根据权利要求1所述的脱除生物海绵铁填料表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，其特征在于，所述的反应器的反应池中的水温控制在常温状态。
4.根据权利要求1所述的脱除生物海绵铁填料表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法，其特征在于，所述的海绵铁反应器的反应池中的pH控制在6-9。
CN201510108562.2A 2015-03-12 2015-03-12 一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法 Expired - Fee Related CN104743678B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510108562.2A CN104743678B (zh) 2015-03-12 2015-03-12 一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510108562.2A CN104743678B (zh) 2015-03-12 2015-03-12 一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104743678A true CN104743678A (zh) 2015-07-01
CN104743678B CN104743678B (zh) 2017-04-12

Family

ID=53584049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510108562.2A Expired - Fee Related CN104743678B (zh) 2015-03-12 2015-03-12 一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104743678B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106007001A (zh) * 2016-06-29 2016-10-12 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Zn(Ⅱ)废水的方法
CN106115932A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Cr(Ⅵ)废水的方法
CN106115931A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Cd(Ⅱ)废水的方法
CN106396124A (zh) * 2016-06-29 2017-02-15 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Cu(Ⅱ)废水的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104193002A (zh) * 2014-09-24 2014-12-10 山东大学 一种基于零价铁耦合厌氧氨氧化高效处理含氮废水的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104193002A (zh) * 2014-09-24 2014-12-10 山东大学 一种基于零价铁耦合厌氧氨氧化高效处理含氮废水的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王亚娥等: "Fe0 钝化膜的生物还原及其脱氮除磷", 《环境工程学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106007001A (zh) * 2016-06-29 2016-10-12 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Zn(Ⅱ)废水的方法
CN106115932A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Cr(Ⅵ)废水的方法
CN106115931A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Cd(Ⅱ)废水的方法
CN106396124A (zh) * 2016-06-29 2017-02-15 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Cu(Ⅱ)废水的方法
CN106007001B (zh) * 2016-06-29 2019-04-09 华南理工大学 海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Zn(Ⅱ)废水的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104743678B (zh) 2017-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bai et al. Treatment of acid mine drainage by sulfate reducing bacteria with iron in bench scale runs
CN104984994B (zh) 利用微生物电解池去除底泥中多氯联苯的装置及方法
Bai et al. Bioremediation of copper-containing wastewater by sulfate reducing bacteria coupled with iron
CN104377378B (zh) 一种修复地下水硝酸盐污染的微生物电化学装置和方法
Gao et al. A pilot study on the regeneration of ferrous chelate complex in NOx scrubber solution by a biofilm electrode reactor
CN107698037A (zh) 三维电化学偶联三维电生物深度处理垃圾渗滤液反渗透浓水的方法
CN107032537A (zh) 一种垃圾渗透液纳滤浓水的处理方法
CN104743678A (zh) 一种脱除生物海绵铁表层以Fe2O3·FeO为主的钝化膜的方法
CN104609658A (zh) 一种催化内电解-改良曝气生物滤池处理反渗透浓水的方法
CN107777830A (zh) 一种高浓度难降解制药废水处理方法及系统
CN110240367B (zh) 一种碳氮磷同步高效去除的污水处理系统及方法
CN106745532A (zh) 一种抗生素废水的处理方法
JP4835536B2 (ja) 被処理液の有機物と窒素の除去方法
CN207498122U (zh) 一种三维电化学偶联三维电生物污水处理装置
CN107500399B (zh) 一种三维电化学偶联三维电生物污水处理装置
CN113429073A (zh) 水产养殖废水的原位处理系统和原位处理方法
CN112520838A (zh) 一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统
CN103787490A (zh) 一种用于处理有机氟废水的生物电化学反应器及有机氟废水的处理方法
CN105161744A (zh) 一种生物阴极及其制备方法、微生物微电池、处理酸性矿井废水的装置
CN103265142A (zh) 一种处理酸性矿井废水的方法
CN102424474B (zh) 一种驯化耐高氯离子废水活性污泥的方法
CN100548910C (zh) 一种还原溶液中Fe(Ⅲ)EDTA的方法及其应用
CN214360477U (zh) 一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统
CN102019169B (zh) 一种有机硅废水处理中活性炭的再生方法
CN106754453B (zh) 一种功能强化脱氮微生物的富集培养方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170412

Termination date: 20210312