增強硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法
2023-11-11 19:07:32 1
專利名稱：增強硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法
技術領域：
本發明涉及一種增強硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法。屬於利用硫酸鹽還原菌處理廢水技術。
利用自然界硫循環原理和硫酸鹽還原菌的生理特性，用微生物法處理酸性重金屬廢水是一種新興的技術。硫酸鹽還原菌是一組進行硫酸鹽還原代謝反應的有關細菌的統稱，目前，研究得到的硫酸鹽還原菌的菌種已有12個屬近40多個種，其中包括Desulfovibrio、Desulfomonas、Desulfotomaculum、Desulfococcus、Desulfobacter、Desulfonema等，用於廢水處理的主要有Desulfovibrio、Desulfomonas和Desulfotomculum。它們的獨特之處在於是唯一能夠以硫酸根作為最終電子受體進行無氧呼吸的微生物。該細菌利用有機物作為電子供體，通過在厭氧條件下對有機物的降解而獲取生存所需的能量，同時將硫酸根還原為硫離子和單質硫。在這一過程中，廢水的pH值得到提高，硫酸根濃度下降，重金屬離子和生成的硫離子形成金屬硫化物沉澱得以去除，廢水水質得到改善。該技術和現行處理方法相比具有去除重金屬離子效率高、生成汙泥量少、沉澱不易二次溶解以及適應性強等特點，在實踐中具有較高的應用價值。但是硫酸鹽還原菌的代謝活性受多種因素的限制影響，如有機碳源濃度、硫酸根濃度、溫度、廢水pH值以及重金屬離子種類和濃度等，所以在實際廢水處理過程中，可能會由於廢水條件(低pH值、含重金屬離子)或操作條件(常溫下操作)不適宜細菌的生長而導致其活性降低甚至受到抑制，從而使廢水處理效率降低。
為達到上述目的，本發明是通過下述技術方案加以實現的。採用上流式厭氧複合床生物反應器，利用硫酸鹽還原菌混合菌種，處理含有Cr2O72-、CrO42-、Cu2+、Zn2+和Mn2+等重金屬離子的酸性廢水過程，增強硫酸鹽還原菌的活性，提高廢水處理效率的方法，其特徵在於，在反應器內或者是廢水槽(罐)內，加入單質鐵，加入量致使汙水的pH值達到5.5～8.5，並在25～30℃進行生化反應。
上述的單質鐵是鐵粉、鐵屑、鐵砂。
本發明的優點在於，在利用硫酸鹽還原菌處理酸性重金屬廢水的體系中，通過投加單質鐵，可以提高廢水的pH值，改善細菌的生存環境，同時為細菌提供鐵離子和氫氣等營養基質，從而可使細菌能夠保持良好的代謝活性，縮短細胞生長停滯期，強化硫酸鹽還原菌將硫酸根還原為硫離子的能力，提高細菌適應性和廢水處理效率。
具體實施例方式
本發明進行了利用單質鐵強化硫酸鹽還原菌活性的研究，其結論可以廣泛應用於利用硫酸鹽還原菌法的各種廢水處理領域，如處理酸性礦山廢水、電鍍廢水、製革廢水等。在使用該技術時，先根據待處理汙水的成分、性質、pH值以及要求達到的處理量和處理效果等條件，確定單質鐵的加入量；然後裝填載體填料，接種汙泥；待微生物掛膜後，先將鐵粉投加到反應器中，再用蠕動泵將汙水送入反應器進行處理。在連續處理過程中，應根據廢水處理量定期補加鐵粉，以維持硫酸鹽還原菌的活性。
本研究採用的是以Desulfovibrio(脫硫弧菌)為主的混合硫酸鹽還原菌菌種，處理由Cr6+、Cu2+、Zn2+、Mn2+組成的混合重金屬離子廢水，金屬離子組成比例Cr6+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+為1∶4∶3∶2，金屬離子總濃度為30ppm，另外，廢水中含有濃度為3000ppm的硫酸根離子，廢水pH值為5.0～5.5。採用帶調節型三相分離器的上流式厭氧複合床生物反應器，有效容積為5L。首先按照要求裝填填料(下段筒體為多孔纖維球懸浮填料，上段筒體為陶粒固定填料)，接種汙泥，保證整個反應器內厭氧、密封。待微生物在填料表面生長、掛膜後，用可調節流速的蠕動泵將廢水注入反應器。待啟動階段完成，系統達到穩定後，保持水力停留時間為12h，反應器溫度維持於25～30℃，並向反應器中加入單質鐵(本實施例中使用鐵粉，粒度80目，用量為60mg/L汙水)，最終廢水處理效果為廢水處理能力為83L/h.m3；出水pH值為7.5～7.6；出水硫酸鹽濃度小於100ppm，硫酸根去除率不低於96.7％；出水中重金屬離子濃度Cu2+＜1.0ppm、Zn2+＜4.0ppm、Mn2+＜2.0ppm、Cr6+＜0.5ppm、達到廢水排放的國家標準。
通過這種方法，可以實現常溫、低pH值廢水的微生物處理，實施方式簡便，成本低，可有效提高廢水處理效率，比現行方法具有更強的適應性和更廣泛的應用領域。
權利要求
1.一種增強硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法，該方法採用上流式厭氧複合床生物反應器，利用硫酸鹽還原菌混合菌種，處理含有Cr2O72-、CrO42-、Cu2+、Zn2+和Mn2+等重金屬離子的酸性廢水過程，增強硫酸鹽還原菌的活性，提高廢水處理效率，其特徵在於在反應器內或者是廢水槽(罐)內，加入單質鐵，加入量致使汙水的pH值達到5.5～8.5，並在25～30℃進行生化反應。
2.按權利要求1所述的增強硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法，其特徵在於加入的單質鐵是鐵粉、鐵屑、鐵砂。
全文摘要
本發明公開了一種增強硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法。屬於利用硫酸鹽還原菌處理廢水技術。該方法採用上流式厭氧複合床生物反應器，利用硫酸鹽還原菌混合菌種，處理含有Cr
文檔編號C02F3/34GK1458083SQ03129759
公開日2003年11月26日 申請日期2003年5月16日 優先權日2003年5月16日
發明者康勇, 馮穎, 張忠國, 孔琦, 範福洲 申請人:天津大學