申請(qǐng)日2015.09.16

　　公開(公告)日2016.09.14

　　IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F101/20

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種重金屬污水處理的生化系統(tǒng)，包括微生物處理模塊和二次凈化模塊，所述微生物處理模塊和二次凈化模塊通過中間罐連接，所述微生物處理模塊和二次凈化模塊依次對(duì)重金屬污水進(jìn)行處理回收;所述微生物處理模塊包括第一泵體、初級(jí)過濾罐、生化處理罐、第二泵體和次級(jí)過濾罐，所述生化處理罐有多個(gè);所述二次凈化模塊包括第三泵體和二次凈化罐，所述二次凈化罐內(nèi)部分層設(shè)計(jì)，底層是精石英砂和木炭，中層是生物質(zhì)填料，上層是玻璃球。同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種重金屬污水處理的生化工藝。本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有的重金屬污水處理技術(shù)中存在處理難度大、效率低和凈化不徹底的問題。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，其特征在于，包括微生物處理模塊和二次凈化模塊，所述微生物處理模塊和二次凈化模塊通過中間罐連接，所述微生物處理模塊和二次凈化模塊依次對(duì)重金屬污水進(jìn)行處理回收;

　　所述微生物處理模塊包括第一泵體、初級(jí)過濾罐、生化處理罐、第二泵體和次級(jí)過濾罐，所述生化處理罐有多個(gè)，所述生化處理罐設(shè)置有污水進(jìn)口、處理劑進(jìn)口、菌種進(jìn)口和出水口，所述污水進(jìn)口、處理劑進(jìn)口和菌種進(jìn)口處分別設(shè)置污水閥、處理劑閥、菌種閥和出水閥，多個(gè)生化處理罐并聯(lián)設(shè)置，所述污水閥、處理劑閥、菌種閥和出水閥通過電控系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述初級(jí)過濾罐的進(jìn)口與第一泵體連接，所述初級(jí)過濾罐的出口分別連接至所述污水進(jìn)口，所述處理劑進(jìn)口連接有回水罐和處理劑儲(chǔ)罐，所述菌種進(jìn)口連接有菌種罐，所述出水口依次通過第二泵體和次級(jí)過濾罐連接至中間罐;

　　所述二次凈化模塊包括第三泵體和二次凈化罐，所述第三泵體分別連接中間罐和二次凈化罐，所述二次凈化罐內(nèi)部分層設(shè)計(jì)，底層是精石英砂和木炭，中層是生物質(zhì)填料，上層是玻璃球;所述二次凈化罐的出口通過設(shè)置第四泵體連至回水罐。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，其特征在于，所述處理劑儲(chǔ)罐包括堿罐、絮凝劑罐和沉降劑罐，所述絮凝劑罐和沉降劑罐的出口設(shè)置計(jì)量泵，所述生化處理罐中設(shè)有pH計(jì)，所述計(jì)量泵和pH計(jì)與電控系統(tǒng)電性連接。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，其特征在于，所述菌種罐外部設(shè)置有蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器并聯(lián)于菌種罐的進(jìn)口和出口之間。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，其特征在于，所述二次凈化罐中的生物質(zhì)填料為甘蔗渣、木屑、作物莖桿、蘆葦、果殼中的一種或幾種組合。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，其特征在于，所 述二次凈化罐的底層還設(shè)置有超濾膜。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，其特征在于，所述次級(jí)過濾罐的數(shù)量為2個(gè)，次級(jí)過濾罐之間通過三通閥相互并聯(lián)。

　　7.一種重金屬污水處理生化工藝，其特征在于，采用如權(quán)利要求1～6中任意一種重金屬污水處理的生化系統(tǒng)，包括以下操作步驟：

　　步驟一：加料過程，進(jìn)行生化處理罐的加料，檢測(cè)需處理的廢水中重金屬含量，所述生化處理罐有多個(gè)，控制首個(gè)生化處理罐的污水閥打開，導(dǎo)入廢水，同時(shí)往該生化處理罐中加水，將廢水中重金屬含量稀釋到1000mg/L以下，再加入與稀釋后廢水等體積的處理菌液，首個(gè)生化處理罐加料完成后，關(guān)閉其污水閥，同時(shí)開啟下一個(gè)生化處理罐的污水閥，開始下一個(gè)生化處理罐的加料，依次循環(huán)進(jìn)行每個(gè)生化處理罐的加料;

　　步驟二：處理過程，單個(gè)生化處理罐加料完成后，攪拌反應(yīng)7～30min，菌液吸收重金屬，按0.1%～5%V:V比例在反應(yīng)液中加入絮凝劑，靜止2-5min，然后按0.1%～2%W:V比例在反應(yīng)液中加入沉降劑，往反應(yīng)液中加入堿，調(diào)節(jié)pH至6～9之間，打開出水閥，將處理后的反應(yīng)液導(dǎo)入次級(jí)過濾罐中過濾，重金屬沉淀回收利用，得到一級(jí)凈化水;

　　步驟三：二次凈化過程，將步驟二中的一級(jí)凈化水導(dǎo)入二次凈化罐中，依次經(jīng)過玻璃球、生物質(zhì)填料以及精石英砂、木炭的過濾處理，再經(jīng)過超濾膜過濾，得到二級(jí)凈化水，部分二級(jí)凈化水導(dǎo)入回水罐中用于加料過程的水補(bǔ)充。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種重金屬污水處理生化工藝，其特征在于，所述生化處理罐的數(shù)目大于或等于：?jiǎn)蝹�(gè)生化處理罐處理過程所用時(shí)間除以各個(gè)生化處理罐加料過程所用的平均時(shí)間取整的數(shù)值。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種重金屬污水處理生化工藝，其特征在于，所述處理菌液的制備過程為：選取多種重金屬降解菌作為組合菌種，采用豆芽汁培養(yǎng)基，在23-39℃，100～300rpm，有氧條件下?lián)u36～54h，呈現(xiàn)粘稠狀為最佳。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種重金屬污水處理生化工藝，其特征在于，所述絮凝劑為氯化鋁、氯化鋁鐵、明礬、氯化鐵中的一種或幾種，所述沉降劑 為EDTA、殼聚糖中一種或幾種。

　　說明書

　　一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)及其工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)及其工藝。

　　背景技術(shù)

　　重金屬工業(yè)廢水是隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展而伴生的產(chǎn)物，目前常規(guī)處理方法主要有：化學(xué)沉淀法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法、電解法、活性炭和硅膠吸附法和膜分離法等，但這些方法存在去除不徹底、費(fèi)用昂貴、產(chǎn)生有毒污泥或其他廢料等缺點(diǎn)。因此，各國一直致力于研究與開發(fā)高效環(huán)保型的重金屬廢水處理技術(shù)和工藝。微生物處理法是利用細(xì)菌、真菌(酵母)、藻類等生物材料及其生命代謝活動(dòng)去除和(或)積累廢水中的重金屬，并通過一定的方法使金屬離子從微生物體內(nèi)釋放出來，從而降低廢水中重金屬離子的濃度。

　　現(xiàn)有微生物的重金屬污水處理工藝在技術(shù)上還不夠成熟，常采用硅藻土對(duì)處理完重金屬的微生物進(jìn)行吸附，該處理工藝會(huì)產(chǎn)生大量含有重金屬的硅藻土，處理難度大，易造成二次污染。另一方面，現(xiàn)有微生物的重金屬污水處理工藝為間斷式反應(yīng)處理，既從投放藥劑到沉淀排出需要一段時(shí)間，這樣就勢(shì)必要占用一定的空間和土地資源來進(jìn)行污水處理。這種方式也是由工藝特點(diǎn)所決定的，處理效率較低，還存在處理不徹底的問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有的重金屬污水處理技術(shù)中存在處理難度大、效率低和凈化不徹底的問題，本發(fā)明提供了一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)及其工藝，本污水處理系統(tǒng)為連續(xù)型處理工藝，通過微生物、生物質(zhì)填料和超濾膜對(duì)重金屬進(jìn)行吸附，去除污水中的重金屬，提高了污水凈化效率，提升凈化效果。

　　本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

　　提供一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，包括微生物處理模塊和二次凈化模塊，所述微生物處理模塊和二次凈化模塊通過中間罐連接，所述微生物處理模塊和二次凈化模塊依次對(duì)重金屬污水進(jìn)行處理回收;

　　所述微生物處理模塊包括第一泵體、初級(jí)過濾罐、生化處理罐、第二泵體和次級(jí)過濾罐，所述生化處理罐有多個(gè)，所述生化處理罐設(shè)置有污水進(jìn)口、處理劑進(jìn)口、菌種進(jìn)口和出水口，所述污水進(jìn)口、處理劑進(jìn)口和菌種進(jìn)口處分別設(shè)置污水閥、處理劑閥、菌種閥和出水閥，多個(gè)生化處理罐并聯(lián)設(shè)置，所述污水閥、處理劑閥、菌種閥和出水閥通過電控系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述初級(jí)過濾罐的進(jìn)口與第一泵體連接，所述初級(jí)過濾罐的出口分別連接至所述污水進(jìn)口，所述處理劑進(jìn)口連接有回水罐和處理劑儲(chǔ)罐，所述菌種進(jìn)口連接有菌種罐，所述出水口依次通過第二泵體和次級(jí)過濾罐連接至中間罐;

　　所述二次凈化模塊包括第三泵體和二次凈化罐，所述第三泵體分別連接中間罐和二次凈化罐，所述二次凈化罐內(nèi)部分層設(shè)計(jì)，底層是精石英砂和木炭，中層是生物質(zhì)填料，上層是玻璃球;所述二次凈化罐的出口通過設(shè)置第四泵體連至回水罐。

　　進(jìn)一步的，所述處理劑儲(chǔ)罐包括堿罐、絮凝劑罐和沉降劑罐，所述絮凝劑罐和沉降劑罐的出口設(shè)置計(jì)量泵，所述生化處理罐中設(shè)有pH計(jì)，所述計(jì)量泵和pH計(jì)與電控系統(tǒng)電性連接。

　　進(jìn)一步的，所述菌種罐外部設(shè)置有蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器并聯(lián)于菌種罐的進(jìn)口和出口之間。

　　進(jìn)一步的，所述二次凈化罐中的生物質(zhì)填料為甘蔗渣、木屑、作物莖桿、蘆葦、果殼中的一種或幾種組合。

　　進(jìn)一步的，所述二次凈化罐的底層還設(shè)置有超濾膜。

　　進(jìn)一步的，所述次級(jí)過濾罐的數(shù)量為2個(gè)，次級(jí)過濾罐之間通過三通閥相互并聯(lián)。

　　一種重金屬污水處理的生化工藝，采用如上所述的一種重金屬污水處理生化系統(tǒng)，包括以下操作步驟：

　　步驟一：加料過程，進(jìn)行生化處理罐的加料，檢測(cè)需處理的廢水中重金屬含量，所述生化處理罐有多個(gè)，控制首個(gè)生化處理罐的污水閥打開，導(dǎo)入廢水，同時(shí)往該生化處理罐中加水，將廢水中重金屬含量稀釋到1000mg/L以下，再加入與稀釋后廢水等體積的處理菌液，首個(gè)生化處理罐加料完成后，關(guān)閉其污水閥，同時(shí)開啟下一個(gè)生化處理罐的污水閥，開始下一個(gè)生化處理罐的加料，依次循環(huán)進(jìn)行每個(gè)生化處理罐的加料;

　　步驟二：處理過程，單個(gè)生化處理罐加料完成后，攪拌反應(yīng)7～30min，菌 液吸收重金屬，按0.1%～5%V:V比例在反應(yīng)液中加入絮凝劑，靜止2-5min，然后按0.1%～2%W:V比例在反應(yīng)液中加入沉降劑，往反應(yīng)液中加入堿，調(diào)節(jié)pH至6～9之間，打開出水閥，將處理后的反應(yīng)液導(dǎo)入次級(jí)過濾罐中過濾，重金屬沉淀回收利用，得到一級(jí)凈化水;

　　步驟三：二次凈化過程，將步驟二中的一級(jí)凈化水導(dǎo)入二次凈化罐中，依次經(jīng)過玻璃球、生物質(zhì)填料以及精石英砂、木炭的過濾處理，再經(jīng)過超濾膜過濾，得到二級(jí)凈化水，部分二級(jí)凈化水導(dǎo)入回水罐中用于加料過程的水補(bǔ)充。

　　進(jìn)一步的，所述生化處理罐的數(shù)目大于或等于：?jiǎn)蝹�(gè)生化處理罐處理過程所用時(shí)間除以各個(gè)生化處理罐加料過程所用的平均時(shí)間取整的數(shù)值。

　　進(jìn)一步的，所述處理菌液的制備過程為：選取多種重金屬降解菌作為組合菌種，采用豆芽汁培養(yǎng)基，在23-39℃，100～300rpm，有氧條件下?lián)u36～54h，呈現(xiàn)粘稠狀為最佳。

　　進(jìn)一步的，所述絮凝劑為氯化鋁、氯化鋁鐵、明礬、氯化鐵中的一種或幾種，所述沉降劑為EDTA、殼聚糖中一種或幾種。

　　本發(fā)明將多個(gè)參與微生物金屬吸附反應(yīng)的生化處理罐組合成一個(gè)處理系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的間歇式處理方法，將已經(jīng)培養(yǎng)好的處理菌液投入到生化處理罐中與重金屬廢水進(jìn)行反應(yīng)吸附，當(dāng)上一級(jí)生化處理罐處于重金屬吸附處理過程的時(shí)候，進(jìn)行下一級(jí)生化處理罐的加料，使得每一個(gè)生化處理罐依次處于不同的處理階段，整個(gè)系統(tǒng)能夠持續(xù)循環(huán)地運(yùn)行，解決了傳統(tǒng)的間歇式工藝占地面積廣，處理效率低的問題，大大提高了污水處理效率，整個(gè)處理系統(tǒng)通過電控系統(tǒng)進(jìn)行控制，運(yùn)行過程流暢穩(wěn)定;本處理系統(tǒng)產(chǎn)生的重金屬沉淀物較少，有利于重金屬的集中回收，降低后續(xù)處理成本。

　　經(jīng)過上述微生物吸附處理過程得到一級(jí)凈化水，本發(fā)明的一級(jí)凈化水已經(jīng)達(dá)到國家排放水標(biāo)準(zhǔn)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的回收利用，在微生物吸附之后設(shè)置了生物質(zhì)填料和超濾膜結(jié)合對(duì)一級(jí)凈化水進(jìn)行進(jìn)一步過濾，生物質(zhì)填料中的木質(zhì)素能夠?qū)�殘余重金屬進(jìn)行有效吸附，降低超濾膜的負(fù)擔(dān)，達(dá)到節(jié)水節(jié)能的效果，可回收高達(dá)50%的水，社會(huì)效益巨大。