1.主要技術內(nèi)容
(1)基本原理 用從電鍍污泥中獲得的SR系列復合功能菌,高效還原六價鉻為三價鉻,三價鉻、鋅、銅、鎳和鎘等二價金屬離子被菌體富集,再經(jīng)固液分離,廢水被凈化,污泥中金屬再用微生物或化學法回收,固液分離的上清液可以回用。
(2)技術關鍵 本技術的關鍵是菌體的培養(yǎng)和“菌廢比”的合理調(diào)控,這是保證處理水質(zhì)達到排放標準或回用的重要條件。一般采用厭氧技術培養(yǎng)菌體,培養(yǎng)液可以是生活污水,糞便,高濃度有機廢水,也可以人工配制。采用中溫發(fā)酵技術。根據(jù)廢水中的金屬離子的濃度和培養(yǎng)的菌體的濃度決定“菌廢比”,具體情況具體決定。
(3)工藝流程 微生物治理電鍍廢水工藝流程見圖9-24。
2.主要技術指標
(1)凈化能力 本技術對廢水成分變化的適應性強,各金屬離子濃度的范圍為:鉻1mg/L~1000mg/L,鋅1mg/L~1000mg/L,銅1mg/L~1000mg/L,鎳1mg/L~500mg/L,鎘1mg/L~500mg/L。本技術不僅能處理單一的金屬廢水,也可處理混合的金屬廢水。廢水的pH值可在4~8范圍內(nèi)變化。每天處理廢水量可達1m3~1000m3以上。
(2)特點 利用微生物高效快速還原六價鉻,無二次污染,能回收菌泥中的金屬,因此,使用周期長,管理方便。如果能利用生活污水、食品加工廢水等培養(yǎng)微生物,可以實現(xiàn)以廢治廢。
(3)出水水質(zhì) 處理后排放水中六價鉻、總鉻、鋅、銅、鎳、鎘等金屬低于國家GB8978-1996污水綜合排放標準,見表9-15。
3.投資分析 對于日處理100t廢水的規(guī)模而言,1992年價格為總投資30萬元,其中土建15萬元,設備10萬元,其他5萬元。
本技術主要設備使用期可達40年,運行費用約為每噸廢水0.20元。
4.主要設備 微生物法治理電鍍廢水技術的主要設備有培菌池,生物反應器,調(diào)節(jié)池,泵房,沉淀池,消毒池,主控室,化驗室等。
二、硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水
硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產(chǎn)生硫化氫,硫化氫和廢水中的重金屬反應,生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。
1.廢水處理工藝流程見圖9-25。
2.工藝說明 利用微生物方法處理重金屬廢水時,由于廢水中常缺乏微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),包括有機物、氮、磷等,因此,在廢水中需加入所缺的營養(yǎng)物質(zhì)。
生物反應器是一個厭氧反應系統(tǒng),微生物在厭氧條件下分解有機物,還原硫酸鹽生成硫化氫,硫化氫與廢水中的鋅離子反應生成不溶性的硫化鋅。生物反應器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應器等。
反應生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起,當其濃度達到一定程度以后,為了保證生物反應器的正常運行,就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高,可以回收。
從沉淀池中的出水,雖然鋅離子的去除率很高,但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫,因此必須要進行好氧處理去除COD和硫化氫,使最終出水的指標都達到國家排放標準。
3.工藝參數(shù)對處理效果的影響 從有關的研究中,分析不同的工藝參數(shù)對鋅離子去除效果的影響。
(1)進水COD濃度對鋅離子去除能力的影響 進水COD濃度對鋅離子和COD去除能力的影響結果見表9-16。
從表9-16可見,出水COD隨進水COD的降低而降低。反應器中的硫化氫濃度隨進水COD濃度下降而下降。但硫化氫濃度為80mg/L左右時,進水COD增加不會導致硫化氫的增加。因此,考慮反應器進行的穩(wěn)定性和出水水質(zhì),廢水中營養(yǎng)物的加入量應當控制在300mg/L左右。
(2)水力滯留時間對反應器穩(wěn)定性的影響 在進水COD為320mg/L,鋅離子100mg/L的條件下逐漸提高進水速率。水力滯留時間由18h逐漸減少至3h,結果如表9-17。
由表9-17可以看出,當水力滯留時間由18h降至9h時,對鋅離子的去除率基本無影響,繼續(xù)降低水力滯留時間鋅離子的去除率開始逐漸降低,當水力滯留時間降到4h以后,鋅離子的去除率急驟下降。分析裝置對鋅離子的總去除能力可以發(fā)現(xiàn):隨著水力滯留時間的減少,裝置單位容積對鋅離子的去除效率逐漸提高,當水力滯留時間降到5h后,反應器的離子去除能力最高,為429mg/L·d。如繼續(xù)降低水力滯留時間去除能力反而降低。當水力滯留時間為3h時,鋅離子去除效率僅為246.8mg/L·d。這說明SRB的活性受到了抑制。
(3)廢水中鋅離子濃度對反應器穩(wěn)定性的影響 進水中鋅離子由初始的100mg/L逐漸增加到600mg/L,結果見表9-18。從表9-18可以看出,該方法對500mg/L以下的含鋅廢水都能有效地處理。隨著濃度的提高,裝置的單位體積處理效率也跟著提高,最高達1329mg/L·d。但如進一步提高進水鋅濃度至600mg/L,則鋅離子去除能力反而大大降低,單位體積的去除效率僅為864mg/L·d。說明SRB已經(jīng)受到鋅的毒害作用。盡管如此,該結果也表明,本方法能夠耐受較高濃度的鋅離子的沖擊。
(4)進水硫酸鹽濃度對鋅離子去除率的影響 試驗中為了避免干擾,進水COD濃度提高到640mg/L,結果見表9-19。由表9-19表明,該法在所試范圍內(nèi)對鋅離子的去除率均為97%以上。分析硫化氫濃度表明,SRB的活性受硫酸鹽濃度影響。在硫酸根濃度低于500mg/L時,SRB的活性隨著硫酸根濃度的降低而降低。至100mg/L時,出水中已經(jīng)測不到硫化氫,在該濃度下看來不能長期運行。由于一般的工業(yè)廢水中硫酸鹽的濃度都較高,因而硫酸鹽的濃度不會影響本方法的應用。
4.供設計參考的工藝參數(shù) 硫酸鹽還原菌處理含鋅廢水的污泥床工藝可在進水COD和鋅濃度分別為320mg/L與100mg/L時有效運行,有機物和鋅離子的去除率分別達到73.8%和99.63%。在水力滯留時間降至6h時,鋅離子的去除率仍可達94.5%。進水鋅離子濃度低于500mg/L時裝置可以穩(wěn)定運行,而當濃度達到600mg/L時,硫酸鹽還原菌受到鋅離子的明顯毒害。當進水COD1500mg/L,鋅離子500mg/L,水力滯留時間為9h時,裝置的鋅離子容積去除率可達1329mg/L·d。