申請日2013.12.05

　　公開(公告)日2014.08.13

　　IPC分類號B09C1/10; C12N1/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種利用污泥制備Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群的方法，該方法以污泥為主要菌種來源，以高濃度有機(jī)廢水為營養(yǎng)液，輔以適量的添加劑，并經(jīng)過特殊的生化培養(yǎng)后，即能制備出相應(yīng)的快速修復(fù)Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群。該修復(fù)菌群可快速有效的對場地含Cr(VI)土壤進(jìn)行修復(fù)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種利用污泥制備Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群的方法，其制備示意圖如圖1所示，制備過程包括啟動階段、馴化階段及連續(xù)培養(yǎng)階段，包括如下步驟：

　　(1)啟動階段，將消化污泥、兼氧池污泥及高濃度有機(jī)廢水以1：(0.2~0.5)：(10~15)比例混合，同時加入一定量的硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)，使上述三者在混合液中的濃度分別為：200 mg/L (硫酸鹽)、10 mg/L (Cr(VI))及5mg/L (Fe(III));

　　將上述混合液放入消化反應(yīng)器中，不斷攪拌以使其混合均勻，同時將產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)出排放;將混合液在消化反應(yīng)器中反應(yīng)2~3天后，將反應(yīng)器中1/2~2/3的消化液排出送入沉淀池;所排放的消化液在沉淀池中靜止30分鐘，將沉淀污泥排出后，將消化液排放;

　　(2)馴化階段，將步驟(1)中的沉淀污泥與新鮮高濃度有機(jī)廢水以1：(10~15)比例混合同時加入一定量的硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)，使上述三者在新鮮混合液中的濃度分別為：300 mg/L (硫酸鹽)、20 mg/L (Cr(VI))及10mg/L (Fe(III));將新鮮混合液打入反應(yīng)器中，補(bǔ)足之前排放的混合液，進(jìn)入2~3天反應(yīng)周期，過程中不斷攪拌以使其混合均勻，同時將產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)出排放;結(jié)束后，將1/2~2/3的消化液排出送入沉淀池;排放的消化液在沉淀池中靜止30分鐘后，將沉淀污泥排出后排放;

　　(3)重復(fù)步驟(2)，同時每一反應(yīng)周期不斷提高新鮮混合液中硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)的濃度，提高程度為該反應(yīng)周期比前反應(yīng)周期的濃度分別提高300 mg/L (硫酸鹽)、20 mg/L (Cr(VI))及10mg/L (Fe(III));

　　當(dāng)新鮮混合液中硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)的濃度分別提高至3000 mg/L、200 mg/L及100 mg/L時，不再增加相應(yīng)的濃度;繼續(xù)循環(huán)操作4~8個反應(yīng)周期后，馴化階段結(jié)束，進(jìn)入連續(xù)培養(yǎng)周期;

　　(4)連續(xù)培養(yǎng)階段措施為，以2~3天為一個反應(yīng)周期，每一反應(yīng)周期開始階段將上一周期排出的沉淀污泥與新鮮高濃度有機(jī)廢水以1：(10~15)比例混合，再將新鮮混合液打入消化反應(yīng)器中，補(bǔ)足上一反應(yīng)周期所排放的混合液，進(jìn)入2~3天反應(yīng)周期，過程中不斷攪拌以使其混合均勻，同時將產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)出排放;結(jié)束后，將1/2~2/3的消化液排出送入沉淀池;排放的混合液在沉淀池中靜止10-30分鐘后，將沉淀污泥排出后的消化液用于含Cr(VI)污染場地的修復(fù)，沉淀污泥用于下一周期的反應(yīng);

　　(5)每隔2~3個反應(yīng)周期在新鮮混合液中加入一定量的硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)，使該反應(yīng)周期新鮮混合液中硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)的濃度分別達(dá)到3000 mg/L、200 mg/L及100 mg/L;

　　(6)所培養(yǎng)的消化液與含Cr(VI)土壤以1：10混合，經(jīng)過1天時間即可將土壤修復(fù)完畢，修復(fù)后土壤Cr(VI)浸出濃度低于《鉻渣污染治理環(huán)境技術(shù)規(guī)范》(HJ/T301-2007)中0.5 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.如權(quán)利要求1所述的一種利用污泥制備Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群的方法，其消化污泥為污水處理廠污泥消化工藝產(chǎn)生的污泥，脫水后含水率在50~80 %;兼氧池污泥為A2/O工藝兼氧池的污泥經(jīng)過脫水后的產(chǎn)物，含水率50~80 %;高濃度有機(jī)廢水為食品工業(yè)及生物化工行業(yè)所排放的高濃度有機(jī)廢水，COD濃度20000~50000mg/L。

　　說明書

　　一種利用污泥制備Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種利用污泥制備Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群的方法，往厭氧污泥中添加適量的添加劑，并經(jīng)過特殊的生化培養(yǎng)后，即能制備出相應(yīng)的快速修復(fù)Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群種。本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料等行業(yè)常用的基本原料，在上述行業(yè)的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含Cr(VI)廢氣、廢水和廢渣，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

　　而另一方面，如何進(jìn)行含Cr(VI)土壤的修復(fù)一直是環(huán)保界的難題。處置方法雖然眾多，但大多數(shù)存在各種各樣的問題。微生物處理法是一種廉價(jià)的Cr(VI)污染場地修復(fù)方法，但是相關(guān)修復(fù)菌種的培養(yǎng)成本較高，且一般難以適應(yīng)周邊環(huán)境。專利號201010176068.7及200910043841.X均介紹了利用特殊菌種還原Cr(VI)的方法，但是上述兩種菌種純培養(yǎng)的成本過高;且菌種在實(shí)際使用過程中難以成為場地的優(yōu)勢菌種，導(dǎo)致處理效率低，一般需要4天以上處理時間;同時將新菌種引入環(huán)境中也有生化污染的風(fēng)險(xiǎn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用污泥制備Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群的方法，通過一定的生化培養(yǎng)工藝，將污泥中的可直接或間接對Cr(VI)進(jìn)行還原的菌群成為優(yōu)勢菌群，可用于Cr(VI)污染場地修復(fù)。由于該工藝所用原料均為廢物，因此成本大大降低。同時該菌種為自然界本身存在的菌種，不會導(dǎo)致生化污染，且該種群菌種成分復(fù)雜，對環(huán)境變化有較強(qiáng)的耐受力，可大大提高處理效率。

　　本制備方法分為啟動階段、馴化階段及連續(xù)培養(yǎng)階段，各階段流程圖如圖1所示，具體操作步驟如下：

　　菌群培養(yǎng)流程圖如圖1所示，具體培養(yǎng)分為啟動階段、馴化階段及連續(xù)培養(yǎng)階段，步驟如下：

　　(1)啟動階段，將消化污泥、兼氧池污泥及高濃度有機(jī)廢水以1：(0.2~0.5)：(10~15)比例混合，同時加入一定量的硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)，使上述三者在混合液中的濃度分別為：200 mg/L (硫酸鹽)、10 mg/L (Cr(VI))及5mg/L (Fe(III))。將上述混合液放入消化反應(yīng)器中，不斷攪拌以使其混合均勻，同時將產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)出排放。將混合液在消化反應(yīng)器中反應(yīng)2~3天后，將反應(yīng)器中1/2~2/3的消化液排出送入沉淀池;排放的消化液在沉淀池中靜止30分鐘后，將沉淀污泥排出后排放;

　　(2)馴化階段，將步驟(1)中的沉淀污泥與新鮮高濃度有機(jī)廢水以1：(10~15)比例混合同時加入一定量的硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)，使上述三者在新鮮混合液中的濃度分別為：300 mg/L (硫酸鹽)、20 mg/L (Cr(VI))及10mg/L (Fe(III))。將新鮮混合液打入反應(yīng)器中，補(bǔ)足之前排放的混合液，進(jìn)入2~3天反應(yīng)周期，過程中不斷攪拌以使其混合均勻，同時將產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)出排放;結(jié)束后，將1/2~2/3的消化液排出送入沉淀池。排放的消化液在沉淀池中靜止30分鐘后，將沉淀污泥排出后排放;

　　(3)重復(fù)步驟(2)，同時每一反應(yīng)周期不斷提高新鮮混合液中硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)的濃度，提高程度為該反應(yīng)周期比前反應(yīng)周期的濃度分別提高300 mg/L (硫酸鹽)、20 mg/L (Cr(VI))及10mg/L (Fe(III))。當(dāng)新鮮混合液中硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)的濃度分別提高至3000 mg/L、200 mg/L及100 mg/L時，不再增加相應(yīng)的濃度。繼續(xù)循環(huán)操作4~8個反應(yīng)周期后，馴化階段結(jié)束，進(jìn)入連續(xù)培養(yǎng)周期;

　　(4)連續(xù)培養(yǎng)階段措施為，以2~3天為一個反應(yīng)周期，每一反應(yīng)周期開始階段將上一周期排出的沉淀污泥與新鮮高濃度有機(jī)廢水以1：(10~15)比例混合，再將新鮮混合液打入消化反應(yīng)器中，補(bǔ)足上一反應(yīng)周期所排放的混合液，進(jìn)入2~3天反應(yīng)周期，過程中不斷攪拌以使其混合均勻，同時將產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)出排放;結(jié)束后，將1/2~2/3的消化液排出送入沉淀池。排放的混合液在沉淀池中靜止10-30分鐘后，將沉淀污泥排出后的消化液用于含Cr(VI)污染場地的修復(fù)，沉淀污泥用于下一周期的反應(yīng);

　　(5)每隔2~3個反應(yīng)周期在新鮮混合液中加入一定量的硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)，使該反應(yīng)周期新鮮混合液中硫酸鹽、Cr(VI)及Fe(III)的濃度分別達(dá)到3000 mg/L、200 mg/L及100 mg/L;

　　(6)所培養(yǎng)的消化液與含Cr(VI)土壤以1：10混合，經(jīng)過1天時間即可將土壤修復(fù)完畢，修復(fù)后土壤Cr(VI)浸出濃度低于《鉻渣污染治理環(huán)境技術(shù)規(guī)范》(HJ/T301-2007)中0.5 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　相比其它微生物修復(fù)方法，本方法有如下優(yōu)勢：

　　1. 利用污泥及有機(jī)廢水進(jìn)行菌群的培養(yǎng)，即有效的對廢物進(jìn)行了利用，也節(jié)約了成本，有著極高的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益;

　　2. 所培養(yǎng)的菌種種群成分復(fù)雜，對自然界耐受力強(qiáng)，在場地修復(fù)過程中容易形成優(yōu)勢菌種，從而可以加快處理效率;同時過程中菌群產(chǎn)生了大量含S2-及Fe(II)的代謝物，這部分物質(zhì)也可迅速的將Cr(VI)還原;

　　3. 所培養(yǎng)菌群為自然界固有微生物菌群，因此不會造成生物二次污染。