CN1548382A - 用废弃污泥为载体处理重金属废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及处理重金属废水的生物方法，特别是一种利用城市生活污水厂的剩余活性污泥或工业废弃污泥为载体的生物治理重金属废水的方法。其特点在于：首先将活性污泥或工业废弃污泥加入反应器内，配以生物生长所需的营养物质N、P，进行定向活化培养，成为高效微生态系统；再将含有不同离子浓度的pH范围为2～7的各种重金属废水，排入调有污泥的反应器内在室温条件下进行厌氧处理；然后将富含重金属的上层污泥流入沉淀池，上清液出水达标排放，沉淀池中的污泥部分回流，剩余污泥中重金属浓度富集到一定程度后再用生物法或化学法加以回收。本方法处理重金属废水的适应范围广，净化效率高，周期短，投资和运行成本低，工艺流程简单。
Description
技术领域：
本发明涉及处理重金属废水的生物方法，特别是一种利用城市生活污水厂的剩余活性污泥或工业废弃污泥为载体的生物治理重金属废水的方法。
背景技术：
处理重金属废水的物理化学方法很多，它们各有优缺点。
化学沉淀法易于快速去除大量的金属离子，但往往不能实现达标，且沉淀过程中加入的过量沉淀剂本身往往有毒或有害，对环境造成二次污染。
离子交换法工艺成熟，操作简单，在一定条件下处理效果好，但离子交换树脂价格高、选择交换性能不好，在处理低浓度或成分复杂的重金属废水时操作费用和原材料成本相对过高。
吸附法、电解法、氧化还原法等方法有其应用实例，但存在自身难以克服的缺陷，限制了规模化的应用。
与传统方法相比，生物法具有经济、高效且无害化等优点，成为当今世界公认的最具发展前途的方法。
生物吸附法是近年来发展起来的一种新方法，具有价廉、节能、易于回收重金属等特点，但该方法处理重金属的有效浓度范围为1～100ppm，目前尚无应用实例。
利用硫酸盐还原菌(SRB)代谢产物(H2S)使水中重金属离子形成金属硫化物沉淀以去除重金属离子，但该方法运行周期长，操作条件苛刻，工艺不稳定。
发明内容：
本发明的目在于不仅实现多种高浓度重金属同时高效净化，而且为污染环境的废弃污泥的处理与处置，提供解决途径，达到“以废治废”。本方法适用性广，周期短，效率高，成本低。
本发明首创利用城市生活污水厂的剩余活性污泥或工业废弃污泥为载体生物治理重金属废水的新工艺：
污泥载体不仅是复合菌源，而且起到细菌生长的高效“温床”作用，很容易从活性污泥中原地定向培育高效微生物菌群，组成具有亲和性载体的微生态系统，其中一类微生物如SRB将废水中的SO4 2-还原为S2-或将重金离子的高价态还原为低价态，S2-产物随即与重金属子反应生成水难溶性的硫化物沉淀MeS，系统的另一类微生物如霉菌和放线菌等对重金属离子具有很强的吸附作用；
污泥载体本身就是很好的吸附剂和絮凝剂，通过对重金属离子的进一步吸附，和硫化物产物一起絮凝沉淀。这样，重金属以水难溶性沉淀、或与微生物吸附以及与污泥本身结合等形式，实现废水的高效净化，达标排放；对于处理废水后的污泥，采用生物法或化学法回收其中有价金属后进行循环利用；其特征在于：
首先将作为微生物源和微生物生长所需载体的活性污泥或工业废弃污泥加入反应器内，配以生物生长所需的营养物质N、P，如生活污水，对污泥进行定向活化培养，成为适宜于处理重金属废水的高效微生态系统，再将含有不同离子浓度的各种重金属废水，其金属离子总浓度为1～10000mg/L，pH范围为2～7，排入调有污泥的反应器内在室温条件下进行厌氧处理。
然后将富含重金属的上层污泥流入沉淀池，上清液出水达标排放，沉淀池中的污泥部分回流，剩余污泥中重金属浓度富集到一定程度后再用生物法或化学法加以回收；污泥循环利用。
工艺处理对象：多种重金属废水，主要含Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ni2+、Cr6+、Fe2+、Cd2+、Hg2+、Mn2+、As5+。
工艺所用菌种及载体：城市生活污水处理厂剩余活性污泥或工业废弃污泥。
工艺设备：类似于厌氧或兼氧生物反应器，或是上流式厌氧反应器或厌氧池塘。
发明的优点和积极效果：
本发明具有处理重金属废水的适应范围广，净化效率高，周期短，投资和运行成本低，工艺流程简单等特点。
1.普适性强。避免了中和沉淀等物理化学法深度处理难、生物吸附法只能处理痕量重金属及微生物法操作条件苛刻等不足，对高低浓度、简繁体系的重金属废水均能高效净化。
2.操作简单。和常规的生物法相比，所需高效微生物菌群无需通过筛选、分离，且不需外加任何生物载体材料(如活性炭、沙子等)，可直接将活性污泥组成的微生态系统调整到适合治理要求，运行周期短，操作简单，无需过滤。
3.“以废治废”。可将废弃的剩余污泥开发利用，作为微生物的来源及载体来处理重金属废水，并可简单经济回收废水中的重金属。
4.成本低廉。利用普遍应用的城市生活污水、工业废水处理的厌氧设备，对现有重金属废水进行处理，投资成本低。而且可以将生活污水或有机废水作为微生物生长的营养物质，在重金属废水排放厂(如冶炼厂)实现生活污水与重金属废水混排并同时得到治理，极大减少投资及运行成本。
附图说明：
图1：废弃污泥为载体的生物处理重金属废水的流程图。
具体实施方式：
图1展示了本发明的技术方案，它针对城市生活污水厂的剩余活性污泥或工业废弃污泥，将其作为微生物载体，并从污泥中原地定向自然培育高效复合微生物菌群，组成具有亲和性载体的微生态系统；并通过该系统中的有效微生物菌群(主要为：硫酸盐还原菌、霉菌、防线菌等)和活性污泥本身对废水中的重金进行沉淀、吸附、絮凝作用实现废水的快速、高效净化。
实施例：
首先将生活污水厂的活性污泥和极少量含有诱导因子的培养液加入到厌氧生物反应器中，在28～35℃进行活性污泥的定向活化培养，待污泥的活性激活，菌群生长和繁殖后，然后将某冶炼企业的pH值为3，浓度为435.95mg/L的重金属废水排入反应器中与激活后污泥充分混合，经过1～2小时处理后，废水中的主要重金属离子Zn2+由起始的413.36mg/L降到4.1mg/L，其它重金属离子均检测不出，废水处理后理化指标达到国家排放标准。重金属废水处理效果见表1。
表1 典型重金属废水处理效果
| 废水理化指标 | Cu | Pb | Cd | As | Zn | pH |
| 处理前(mg/L) | 3.84 | 10.44 | 6.61 | 1.70 | 413.36 | 3 |
| 处理后(mg/L) | - | - | - | - | 4.1 | 6.5 |
| 国家标准(mg/L) | 0.5 | 1.0 | 0.1 | 0.5 | 5 | 6～9 |
Claims (2)
1.用废弃污泥为载体处理重金属废水的方法，其特征在于：首先将作为微生物源和微生物生长所需载体的活性污泥或工业废弃污泥加入反应器内，配以生物生长所需的营养物质N、P，如生活污水，对污泥进行定向活化培养，成为适宜于处理重金属废水的高效微生态系统，再将含有不同离子浓度的各种重金属废水，其金属离子总浓度为1～10000mg/L，pH范围为2～7排入调有污泥的反应器内在室温条件下进行厌氧处理。
然后将富含重金属的上层污泥流入沉淀池，上清液出水达标排放，沉淀池中的污泥部分回流，剩余污泥中重金属浓度富集到一定程度后再用生物法或化学法加以回收；污泥循环利用。
2.根据权利要求1所述的用废弃污泥为载体处理重金属废水的方法，其特征在于：首先将生活污水厂的活性污泥和极少量含有诱导因子的培养液加入到厌氧生物反应器中，在28～35℃进行活性污泥的定向活化培养，待污泥的活性激活，菌群生长和繁殖后，然后将某冶炼企业的pH值为3，浓度为435.95mg/L的重金属废水排入反应器中与激活后污泥充分混合，经过1～2小时处理后，废水中的主要重金属离子Zn2+由起始的413.36mg/L降到4.1mg/L，其它重金属离子均检测不出，废水处理后理化指标达到国家排放标准。
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-
2003
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