CN112174440B - 一种重金属废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种重金属废水处理工艺，所述工艺包括(1)絮凝处理、(2)固液分离、(3)生物吸附、(4)沉淀、(5)培养、(6)二次沉淀、(7)超滤：及RO工艺，利用剩余污泥吸附重金属前，进行絮凝处理，絮凝处理中投加剩余污泥浆液，由于剩余污泥为含油符合硫酸盐还原菌的污泥，且处理废水中含有硫酸盐，该剩余污泥中含有S2‑，在投加亚铁离子作用下，形成FeS纳米粒子，可以还原重金属离子(如Cr6+)，并与重金属离子形成难溶微粒，在亚铁/铁盐的作用下沉降。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种重金属废水处理工艺。
背景技术
在工业生产中，电镀、电子、选矿、冶金、化工及汽车等产业会产生大量的含有重金属的污水，污水不经处理进入自然界后，通过生物链不断富集，甚至可被植物吸收后通过食物链危害到人类健康，具有毒性大及持久性强等特点，且重金属离子在自然界中没有自净和生物降解能力。目前，国内外处理重金属污水的办法主要有化学沉淀法、吸附法、电解法、离子交换法及反渗透法等等。吸附法作为处理重金属污染废水的常用方法之一，与传统处理方法如化学沉淀法、膜分离法、电化学法、离子交换法等方法相比，无试剂耗费量大、易导致二次污染、技术流程复杂、管理繁琐、运营成本比较高、能耗高、或不适合低浓度重金属废水的处理等缺点；而具有多方面的优点：吸附剂原料来源丰富、品种多，吸附法处理设备简单，操作过程灵活便捷且安全，处理效果稳定高效，能耗低、运行成本低，无二次污染，实用性强，易于推广。
有关研究表明，利用硫酸盐还原菌通过异化硫酸盐的生物还原反应，将硫酸盐还原为H2S，并利用某些微生物将H2S氧化为单质硫，产生的硫化物与重金属结合为金属硫化物沉淀。但是由于硫酸盐还原菌在处理过程中，重金属的毒性及水中COD含量对硫酸盐还原菌的抑制问题尤为突出，进而影响重金属去除率，不利于硫酸盐还原菌在处理重金属废水实践中的应用。因此，急需一种能够适应重金属废水处理的工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种重金属废水处理工艺。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种重金属废水处理工艺，包括如下步骤：(1)絮凝处理：将废水通入絮凝工艺进行絮凝处理，所述絮凝工艺中投加二价铁离子,二价铁离子投加量为50-200mg/L；
(2)固液分离：将絮凝工艺出水进行固液分离处理；
(3)生物吸附：将固液分离后的清液通入生物吸附池中进行生物吸附，所述生物吸附池中投加剩余污泥，所述剩余污泥中的优势菌种为复合硫酸盐还原菌；
(4)沉淀：将生物吸附池中的泥水混合物输送至沉淀池进行沉淀处理；
(5)培养：将沉淀污泥输送至培养池，上清液则输送至RO工艺处理，并将酸化池中的混合物输送至培养池；
(6)二次沉淀：将培养池内的混合物输送至二沉池进行分段沉淀，分为上层清水层、中层污泥层和底部沉渣层；
(7)超滤：二沉池中部设置排泥管，将二沉池中上层清水层和中层污泥层的泥水混合物输送至超滤装置进行超滤处理，并将超滤透过液输送至所述RO工艺，超滤浓缩液输送至生物吸附池；
进一步地，所述絮凝工艺中投加生物絮凝剂，所述生物絮凝剂为所述剩余污泥经破解工艺处理后得到的生物浆液；
进一步地，所述剩余污泥为处理含硫酸盐污水工艺产生的剩余污泥；
进一步地，所述破解工艺为超声处理；
进一步地，所述生物吸附池中废水停留时间为25-40min，MLSS控制在6000-10000ppm；
进一步地，所述酸化池内投加秸秆和所述废水进行酸化处理；
进一步地，所述酸化池内投加水解酸化污泥；
进一步地，RO工艺浓缩液输送至所述培养池；
进一步地，酸化池中的混合物输送至培养池前进行超声破解处理；
进一步地，所述超声破解处理时的声能密度为0.580-0.900W/ml；
进一步地，所述酸化池内投加剩余活性污泥进行厌氧酸化；
进一步地，所述培养池、二沉池内pH控制在7.0-7.5；
进一步地，所述沉淀池中投加铁粉，投加量为1.5-5g/L；
进一步地，所述复合硫酸盐还原菌为脱硫弧菌、脱硫杆菌、脱硫肠状菌和脱硫球菌中的两种或两种以上。
本发明的一种重金属废水处理工艺，至少具有以下优点：
1.利用剩余污泥吸附重金属前，进行絮凝处理，絮凝处理中投加剩余污泥浆液，由于剩余污泥为含油符合硫酸盐还原菌的污泥，且处理废水中含有硫酸盐，该剩余污泥中含有S2-，在投加亚铁离子作用下，形成FeS纳米粒子，可以还原重金属离子(如Cr6+)，并与重金属离子形成难溶微粒，在亚铁/铁盐盐的作用下沉降；
2.利用含有复合硫酸盐还原菌为优势菌种剩余污泥进行生物吸附，由于复合硫酸盐还原菌产生的还原酶具有催化产生S2-的作用，同时由于复合硫酸盐还原菌具有螯合与包藏重金属离子的生物絮凝作用，可以快速降低废水中重金属浓度；
3.生物吸附阶段快速降低重金属含量后，经沉淀处理输送至培养池进行培养，上清液则输送至RO工艺处理，大大降低了膜处理的负荷；
4.RO浓缩液输送至培养池中与含有复合硫酸盐还原菌的污泥共同培养，复合硫酸盐还原菌可以将废水中的硫酸根还原为S2-，同时在铁粉的还原作用下，提供H2，使得硫酸根的还原过程加速(SO4 2-+H2→S2-+H2O)，进一步提高重金属的去除效果；
5.在二沉池内进行分段沉降，将底部沉渣排出，而上层和中层混合物则经过超滤处理，获得浓缩后的污泥返回至生物吸附池，可以降低剩余污泥中重金属含量。
附图说明
图1为一种重金属废水处理工艺示意图；
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种重金属废水处理工艺，包括如下步骤(见图1)：
(1)絮凝处理：将废水通入絮凝工艺进行絮凝处理，所述絮凝工艺中投加二价铁离子,二价铁离子投加量为50-200mg/L；
(2)固液分离：将絮凝工艺出水进行固液分离处理，所述絮凝工艺中投加生物絮凝剂，所述生物絮凝剂为所述剩余污泥经破解工艺处理后得到的生物浆液，所述剩余污泥为处理含硫酸盐污水工艺产生的剩余污泥，所述生物浆液投加量为10-50ml/L；
(3)生物吸附：将矿山酸性废水通入生物吸附池中进行生物吸附，所述生物吸附池中投加剩余污泥，所述剩余污泥中的优势菌种为复合硫酸盐还原菌，所述生物吸附池中废水停留时间为30min，MLSS控制在8000ppm；
(4)沉淀：将生物吸附池中的泥水混合物输送至沉淀池进行沉淀处理，所述沉淀池中投加铁粉，投加量为2g/L；
(5)培养：将沉淀污泥输送至培养池进行厌氧培养，pH控制在7.0-7.5，HRT为6-12h，上清液则输送至RO工艺处理，并将酸化池中的混合物输送至培养池；
(6)二次沉淀：将培养池内的混合物输送至二沉池进行分段沉淀，分为上层清水层、中层污泥层和底部沉渣层；
(7)超滤：二沉池中部设置排泥管，将二沉池中上层清水层和中层污泥层的泥水混合物输送至超滤装置进行超滤处理，并将超滤透过液输送至所述RO工艺，超滤浓缩液输送至生物吸附池。
通过控制培养池内pH，测定矿山酸性废水中重金属的去除率：其中pH为7-7.5时均超过了95％的去除率，且在pH为7.3时达到了98.7。而在pH为5、5.5、6时去除率仅为81.5、83.7和86.1，在pH为8时为91.4。
可见，控制培养池中pH可以控制矿山酸性废水重金属去除效率，控制在7.0-7.5之间可以实现95％的重金属去除。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (4)
1.一种重金属废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)絮凝处理：将废水通入絮凝工艺进行絮凝处理，所述絮凝工艺中投加二价铁离子,二价铁离子投加量为50-200mg/L，所述絮凝工艺中投加生物絮凝剂; (2)固液分离：将絮凝工艺出水进行固液分离处理；(3)生物吸附：将固液分离后的清液通入生物吸附池中进行生物吸附，所述生物吸附池中投加剩余污泥，所述剩余污泥中的优势菌种为复合硫酸盐还原菌，所述剩余污泥为处理含硫酸盐污水工艺产生的剩余污泥，所述生物吸附池中废水停留时间为25-40min，MLSS控制在6000-10000ppm；(4)沉淀：将生物吸附池中的泥水混合物输送至沉淀池进行沉淀处理；(5)培养：将沉淀污泥输送至培养池，上清液则输送至RO工艺处理，RO工艺浓缩液输送至所述培养池，并将酸化池中的混合物输送至培养池，所述酸化池内投加水解酸化污泥，所述酸化池内投加秸秆和所述废水进行酸化处理；(6)二次沉淀：将培养池内的混合物输送至二沉池进行分段沉淀，分为上层清水层、中层污泥层和底部沉渣层；(7)超滤：二沉池中部设置排泥管，将二沉池中上层清水层和中层污泥层的泥水混合物输送至超滤装置进行超滤处理，并将超滤透过液输送至所述RO工艺，超滤浓缩液输送至生物吸附池；所述沉淀池中投加铁粉，投加量为1.5-5g/L；所述复合硫酸盐还原菌为脱硫弧菌、脱硫杆菌、脱硫肠状菌和脱硫球菌中的两种或两种以上;所述生物絮凝剂为所述剩余污泥经破解工艺处理后得到的生物浆液。
2.如权利要求1所述的重金属废水处理工艺，其特征在于，所述破解工艺为超声处理。
3.如权利要求1所述的重金属废水处理工艺，其特征在于，酸化池中的混合物输送至培养池前进行超声破解处理。
4.如权利要求3所述的重金属废水处理工艺，其特征在于，所述超声破解处理时的声能密度为0.580-0.900W/ml。
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