重金属废水的微生物处理

互联网2013-11-15

682

一、微生物法治理电镀废水技术

1．主要技术内容

（ 1）基本原理 用从电镀污泥中获得的 SR系列复合功能菌，高效还原六价铬为三价铬，三价铬、锌、铜、镍和镉等二价金属离子被菌体富集，再经固液分离，废水被净化，污泥中金属再用微生物或化学法回收，固液分离的上清液可以回用。

（ 2）技术关键 本技术的关键是菌体的培养和“菌废比”的合理调控，这是保证处理水质达到排放标准或回用的重要条件。一般采用厌氧技术培养菌体，培养液可以是生活污水，粪便，高浓度有机废水，也可以人工配制。采用中温发酵技术。根据废水中的金属离子的浓度和培养的菌体的浓度决定“菌废比”，具体情况具体决定。

（ 3）工艺流程 微生物治理电镀废水工艺流程见图 9-24。

2．主要技术指标

（ 1）净化能力 本技术对废水成分变化的适应性强，各金属离子浓度的范围为：铬 1mg／ L～ 1000mg／ L，锌 1mg／ L～ 1000mg／ L，铜 1mg／ L～ 1000mg／ L，镍 1mg／ L～ 500mg／ L，镉 1mg／ L～ 500mg／ L。本技术不仅能处理单一的金属废水，也可处理混合的金属废水。废水的 pH值可在 4～ 8范围内变化。每天处理废水量可达 1m3 ～ 1000m3 以上。

（ 2）特点 利用微生物高效快速还原六价铬，无二次污染，能回收菌泥中的金属，因此，使用周期长，管理方便。如果能利用生活污水、食品加工废水等培养微生物，可以实现以废治废。

（ 3）出水水质 处理后排放水中六价铬、总铬、锌、铜、镍、镉等金属低于国家 GB8978-1996污水综合排放标准，见表 9-15。

3．投资分析 对于日处理 100t废水的规模而言， 1992年价格为总投资 30万元，其中土建 15万元，设备 10万元，其他 5万元。

本技术主要设备使用期可达 40年，运行费用约为每吨废水 0.20元。

4．主要设备 微生物法治理电镀废水技术的主要设备有培菌池，生物反应器，调节池，泵房，沉淀池，消毒池，主控室，化验室等。

二、硫酸盐生物还原法处理含锌废水

硫酸盐生物还原法处理含锌废水其原理是利用硫酸盐还原菌 SRB在厌氧条件下产生硫化氢，硫化氢和废水中的重金属反应，生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。

1．废水处理工艺流程见图 9-25。

2．工艺说明 利用微生物方法处理重金属废水时，由于废水中常缺乏微生物生长所需的营养物质，包括有机物、氮、磷等，因此，在废水中需加入所缺的营养物质。

生物反应器是一个厌氧反应系统，微生物在厌氧条件下分解有机物，还原硫酸盐生成硫化氢，硫化氢与废水中的锌离子反应生成不溶性的硫化锌。生物反应器的类型可以是上流式厌氧污泥床、厌氧接触反应器等。

反应生成的硫化锌沉淀同厌氧污泥混在一起，当其浓度达到一定程度以后，为了保证生物反应器的正常运行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中锌含量较高，可以回收。

从沉淀池中的出水，虽然锌离子的去除率很高，但是出水中还含有比较高的 COD和硫化氢，因此必须要进行好氧处理去除 COD和硫化氢，使最终出水的指标都达到国家排放标准。

3．工艺参数对处理效果的影响 从有关的研究中，分析不同的工艺参数对锌离子去除效果的影响。

（ 1）进水 COD浓度对锌离子去除能力的影响 进水 COD浓度对锌离子和 COD去除能力的影响结果见表 9-16。

从表 9-16可见，出水 COD随进水 COD的降低而降低。反应器中的硫化氢浓度随进水 COD浓度下降而下降。但硫化氢浓度为 80mg／ L左右时，进水 COD增加不会导致硫化氢的增加。因此，考虑反应器进行的稳定性和出水水质，废水中营养物的加入量应当控制在 300mg／ L左右。

（ 2）水力滞留时间对反应器稳定性的影响 在进水 COD为 320mg／ L，锌离子 100mg／ L的条件下逐渐提高进水速率。水力滞留时间由 18h逐渐减少至 3h，结果如表 9-17。

由表 9-17可以看出，当水力滞留时间由 18h降至 9h时，对锌离子的去除率基本无影响，继续降低水力滞留时间锌离子的去除率开始逐渐降低，当水力滞留时间降到 4h以后，锌离子的去除率急骤下降。分析装置对锌离子的总去除能力可以发现：随着水力滞留时间的减少，装置单位容积对锌离子的去除效率逐渐提高，当水力滞留时间降到 5h后，反应器的离子去除能力最高，为 429mg／ L· d。如继续降低水力滞留时间去除能力反而降低。当水力滞留时间为 3h时，锌离子去除效率仅为 246.8mg／ L· d。这说明 SRB的活性受到了抑制。

（ 3）废水中锌离子浓度对反应器稳定性的影响 进水中锌离子由初始的 100mg／ L逐渐增加到 600mg／ L，结果见表 9-18。从表 9-18可以看出，该方法对 500mg／ L以下的含锌废水都能有效地处理。随着浓度的提高，装置的单位体积处理效率也跟着提高，最高达 1329mg／ L· d。但如进一步提高进水锌浓度至 600mg／ L，则锌离子去除能力反而大大降低，单位体积的去除效率仅为 864mg／ L· d。说明 SRB已经受到锌的毒害作用。尽管如此，该结果也表明，本方法能够耐受较高浓度的锌离子的冲击。

（ 4）进水硫酸盐浓度对锌离子去除率的影响 试验中为了避免干扰，进水 COD浓度提高到 640mg／ L，结果见表 9-19。由表 9-19表明，该法在所试范围内对锌离子的去除率均为 97％以上。分析硫化氢浓度表明， SRB的活性受硫酸盐浓度影响。在硫酸根浓度低于 500mg／ L时， SRB的活性随着硫酸根浓度的降低而降低。至 100mg／ L时，出水中已经测不到硫化氢，在该浓度下看来不能长期运行。由于一般的工业废水中硫酸盐的浓度都较高，因而硫酸盐的浓度不会影响本方法的应用。

4．供设计参考的工艺参数 硫酸盐还原菌处理含锌废水的污泥床工艺可在进水 COD和锌浓度分别为 320mg／ L与 100mg／ L时有效运行，有机物和锌离子的去除率分别达到 73.8％和 99.63％。在水力滞留时间降至 6h时，锌离子的去除率仍可达 94.5％。进水锌离子浓度低于 500mg／ L时装置可以稳定运行，而当浓度达到 600mg／ L时，硫酸盐还原菌受到锌离子的明显毒害。当进水 COD1500mg／ L，锌离子 500mg／ L，水力滞留时间为 9h时，装置的锌离子容积去除率可达 1329mg／ L· d。