專利名稱：增強(qiáng)硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法。屬于利用硫酸鹽還原菌處理廢水技術(shù)。
利用自然界硫循環(huán)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(shù)。硫酸鹽還原菌是一組進(jìn)行硫酸鹽還原代謝反應(yīng)的有關(guān)細(xì)菌的統(tǒng)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，用于廢水處理的主要有Desulfovibrio、Desulfomonas和Desulfotomculum。它們的獨(dú)特之處在于是唯一能夠以硫酸根作為最終電子受體進(jìn)行無氧呼吸的微生物。該細(xì)菌利用有機(jī)物作為電子供體，通過在厭氧條件下對有機(jī)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(zhì)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淀得以去除，廢水水質(zhì)得到改善。該技術(shù)和現(xiàn)行處理方法相比具有去除重金屬離子效率高、生成污泥量少、沉淀不易二次溶解以及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在實(shí)踐中具有較高的應(yīng)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(jī)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(shí)際廢水處理過程中，可能會由于廢水條件(低pH值、含重金屬離子)或操作條件(常溫下操作)不適宜細(xì)菌的生長而導(dǎo)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(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。采用上流式厭氧復(fù)合床生物反應(yīng)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(qiáng)硫酸鹽還原菌的活性，提高廢水處理效率的方法，其特征在于，在反應(yīng)器內(nèi)或者是廢水槽(罐)內(nèi)，加入單質(zhì)鐵，加入量致使污水的pH值達(dá)到5.5～8.5，并在25～30℃進(jìn)行生化反應(yīng)。
上述的單質(zhì)鐵是鐵粉、鐵屑、鐵砂。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，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(zhì)鐵，可以提高廢水的pH值，改善細(xì)菌的生存環(huán)境，同時為細(xì)菌提供鐵離子和氫氣等營養(yǎng)基質(zhì)，從而可使細(xì)菌能夠保持良好的代謝活性，縮短細(xì)胞生長停滯期，強(qiáng)化硫酸鹽還原菌將硫酸根還原為硫離子的能力，提高細(xì)菌適應(yīng)性和廢水處理效率。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明進(jìn)行了利用單質(zhì)鐵強(qiáng)化硫酸鹽還原菌活性的研究，其結(jié)論可以廣泛應(yīng)用于利用硫酸鹽還原菌法的各種廢水處理領(lǐng)域，如處理酸性礦山廢水、電鍍廢水、制革廢水等。在使用該技術(shù)時，先根據(jù)待處理污水的成分、性質(zhì)、pH值以及要求達(dá)到的處理量和處理效果等條件，確定單質(zhì)鐵的加入量；然后裝填載體填料，接種污泥；待微生物掛膜后，先將鐵粉投加到反應(yīng)器中，再用蠕動泵將污水送入反應(yīng)器進(jìn)行處理。在連續(xù)處理過程中，應(yīng)根據(jù)廢水處理量定期補(bǔ)加鐵粉，以維持硫酸鹽還原菌的活性。
本研究采用的是以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。采用帶調(diào)節(jié)型三相分離器的上流式厭氧復(fù)合床生物反應(yīng)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)，接種污泥，保證整個反應(yīng)器內(nèi)厭氧、密封。待微生物在填料表面生長、掛膜后，用可調(diào)節(jié)流速的蠕動泵將廢水注入反應(yīng)器。待啟動階段完成，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，保持水力停留時間為12h，反應(yīng)器溫度維持于25～30℃，并向反應(yīng)器中加入單質(zhì)鐵(本實(shí)施例中使用鐵粉，粒度80目，用量為60mg/L污水)，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；出水硫酸鹽濃度小于100ppm，硫酸根去除率不低于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(dá)到廢水排放的國家標(biāo)準(zhǔn)。
通過這種方法，可以實(shí)現(xiàn)常溫、低pH值廢水的微生物處理，實(shí)施方式簡便，成本低，可有效提高廢水處理效率，比現(xiàn)行方法具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法，該方法采用上流式厭氧復(fù)合床生物反應(yīng)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(qiáng)硫酸鹽還原菌的活性，提高廢水處理效率，其特征在于在反應(yīng)器內(nèi)或者是廢水槽(罐)內(nèi)，加入單質(zhì)鐵，加入量致使污水的pH值達(dá)到5.5～8.5，并在25～30℃進(jìn)行生化反應(yīng)。
2.按權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法，其特征在于加入的單質(zhì)鐵是鐵粉、鐵屑、鐵砂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)硫酸鹽還原菌的活性提高廢水處理效率的方法。屬于利用硫酸鹽還原菌處理廢水技術(shù)。該方法采用上流式厭氧復(fù)合床生物反應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者康勇, 馮穎, 張忠國, 孔琦, 范福洲 申請人:天津大學(xué)