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電鍍廢水生化處理電鍍廢水不僅含有Cr6、Pb2、Zn2、Fe2、Ni2等重金屬離子,而且含有劇毒的CN-。由于不同的鍍件和工藝,污染物的種類不同,濃度也大,組成復雜。近年來國內外對高濃度電鍍廢水的處理有很多研究,包括化學方法、電解法、離子交換法、電滲析法、生物法等。然而,傳統的化學方法、離子交換法、反向透析法等具有工藝復雜、能耗高、成本高、占地面積大、運行費用高、二次污染等缺點。 研究使用含有從上世紀80年代的重金屬廢水微生物處理,采用金屬廢水生物處理成為一個新的研究的研究人員在國內外,它具有高效率,選擇性,高吸附能力等,將不會造成二次二次污染,污水處理成本低,引起了廣泛的關注推出后,得到了快速發展。 1原理 電鍍廢水生物處理的機理在于微生物之間的共生關系,它具有化學、物理和遺傳三個層次的協同機制。在微生物生長繁殖過程中,會產生一定量的代謝產物。這類生化物質能改變廢水中重金屬離子的價態,將cr6+還原為cr3+。同時,微生物菌群本身具有較強的生物絮凝和靜電吸附作用,吸附cr3+、zn2+、ni2+、cd2+、cu2+、pb2+等離子體,使其被固液分離后進入菌泥餅。廢水可達標排放或回用。在一定條件下,微生物通過營養物質的不斷生長和繁殖,產生了廢水處理所需的長期菌源。 2研究概況 近年來,隨著生物工程科學的發展,人們對微生物的認識越來越先進,已經開始研究通過微生物法處理電鍍廢水的新技術。目前國內外科學家對功能菌的分離、菌群的優化、工藝的優化、生物吸附性能的提高以及微生物處理工藝的優化等方面進行了大量的研究和工程實例。 2.1功能菌 菌從功能廢水中分離,電鍍污泥和下水道選擇的菌株,培養的和馴養導出重金屬的復合功能菌的高效凈化。細菌用于電鍍具有一個簡單的過程,少污泥特性廢水處理的微生物。 中科院成都生物研究所的李福德、吳乾菁、趙曉紅等自1986年以來,從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內分手篩選出35株菌株,從中獲得了高效污染Cr6+及別的重金屬的SR系列復合性能菌,并以此為根底設想了微生物法管理電鍍廢水的新工藝。成都錦江電廠等4個實際工程的運行結果表明,微生物法對廢水組分、金屬離子濃度和ph值的變化以及血漿中cr6+、總鉻、zn2+、ni2+濃度的變化具有較強的適應性。處理后出水中的cd2+符合《污水綜合排放標準》(gb8978-88)。并且工藝簡單,投資少,不產生二次污染,金屬污泥的用微生物或化學回收。 用硫酸鹽還原菌(SRB)(如Tutpinen等)處理含合成硫酸鋅的重金屬廢水,SO42-還原為S2-、S2-和Zn2+形成沉淀。X射線衍射分析表明,大部分沉淀物是ZnS。用SRB處理Zn~(2+)濃度為200mg/L的廢水,Zn~(2+)去除率達98%以上。 拉克斯曼等人發現灰鏈霉菌能在24-48小時內將cr6+還原為cr3+,并能顯著吸收cr3+。 "喬勇"從電鍍廢水中分離出3株游離氰化物。研究了三種菌株的生長曲線及其對氰化物降解的影響因素。結果表明,在最佳條件下,80mg/L的CN-80mg/L降解為0.22mg/L,氰化物還原率為98.9%。本研究的結果可為微生物在含氰廢水的處理中的實際應用提供依據。 2.2高效生物吸附劑 吸附劑的生物和化學結構是使用生物體本身吸附溶解的金屬離子在水中,然后通過固 - 液相分離除去在水溶液中的金屬離子的成分特性的,因此一個有效的吸附劑的開發和生物處理過程中,是含重金屬廢水的生物處理的發展的主要方向。 B.W.阿特金森等人研究了剩余活性污泥法處理電鍍廢水。電鍍廢水主要含有zn2+,質量濃度為110mg/L,含有少量cu2+、cd2+、ni2+、cr3+、cr6+。結果表明,活性污泥對鋅的去除率高達96%,其它金屬的質量濃度均在50mg/L以上,平均去除率為80%。生物吸附法具有吸附量大、選擇性高、活性污泥來源廣、成本低、易得等特點[11],表明活性污泥非常適合作為生物吸附劑。 Anastassios等人在Cu2+Zn2+Ni2(pH=8)的溶液中,Zn2(質量濃度為50mg/L)被滅活的鏈霉菌吸附,Zn2的去除率為70%,當溶液pH為9時,Zn2的去除率接近100%。 趙力 Black等人研究了根霉燈絲引線的吸附,在合適的條件下發現,飽和吸附量可達到135.8mg / g的(未處理)和121.1mg /克(明膠)。 王亞雄等]發現產堿假單胞菌和甘博微球菌對cu2+和pb2+有較強的吸附能力。cu2+和pb2+在這兩種細菌上的吸附基本符合langmuir單層吸附行為,其線性回歸系數大于0.99。cu2+和pb2+在細菌表面的吸附與ph值密切相關,適宜的ph值范圍為5-6。稀硝酸和硫酸是黃體微球菌中cu2+的有效洗脫劑。 2.3工藝優化 針對單一生物法處理含鉻電鍍廢水效率低、成本高的問題,采用微電解-生物組合法處理含鉻電鍍廢水。實驗過程中,微電解去除重金屬離子90%以上,后續工藝中的微生物功能菌去除剩余部分。試驗結果表明,Cr6的質量濃度為50 mg/L,Cu2的質量濃度為15 mg/L,對含Ni2質量濃度為10 mg/L的廢水進行了處理,重金屬離子的凈化率為99.9%,無二次污染。 Wang等人,和苯酚降解菌的選擇減少在連續流動反應器的Cr6 + P.putida菌株大腸桿菌共培養。酚是唯一的碳源和能源。在每個不同的時間的系統,10種條件和Cr6 +的苯酚,連續操作的279D不同初始濃度。在八種工作條件,六價鉻和苯酚得到的幾乎完全去除。該系統的特征是指細菌培養物與反應器相結合,而細菌培養物中移除的Cr6 +和苯酚。 葉錦韶等。以復合生物吸附劑fy01和活性污泥為吸附材料,探討了柱生物曝氣法對高濃度鍍鉻廢水的吸附效果。結果表明,柱生物曝氣吸附法是一種有效、穩定的方法。總鉻、cu2+和cod質量濃度分別為60.4、4.51和48.2mg/L的電鍍廢水處理2小時后,去除率分別為92.1%、99.2%和71.4%。 "劉瑞軒.采用電生物膜法處理重金屬離子有機廢水的全過程是通過以下步驟完成的:"劉瑞軒。結果表明,電生物膜反應器可以很好地凈化含50mg/LPB2和1500mg/L苯酚的高濃度廢水,并能有效地處理含5~80mg/L、初始質量濃度為Cr3的電鍍廢水。該方法對水質和水量的波動適應性強,出水優于工業污水的國家排放標準。 優點和方法3電鍍廢水處理微生物的缺點 與化學法、離子交換法、氣浮法相比,微生物法不使用化學藥劑,處理工藝相對簡單。功能菌對金屬離子的富集程度高,污泥中金屬濃度高,污泥產生量小,二次污染明顯減少,處理方法簡單易行,成本低,污泥中重金屬易于回收,回收率高。很高。處理后污泥中金屬殘留量達到并低于gb4284-84《農用污泥污染物控制標準》。 同時,生物法處理電鍍廢水中功能菌和金屬離子的反應效率不高,每天的培養基用量也較大,處理成本高。雖然處理后的出水達到排放標準,但由于生物菌的過量添加,水中的殘留有機物不能直接回用。 4研究展望 電鍍廢水處理技術作為一種新的污水處理工藝的微生物方法,是引起人們的關注。它的特殊作用不斷被挖掘,一些優勢菌株的具體不斷創造或改進。還有一些缺點和廢水的生物處理不足,我們還需要不斷完善和改進現有在以下幾個方面的技術和方法: 1)提高功能菌的反應效率,降低功能菌的培養成本,實現處理設施的設備化和自動化。 2)研究了微生物與重金屬反應的動態機理,以提高重金屬對重金屬的加載能力,以提高重金屬離子的去除效率。 3)新的治療方法和反應器的發展,并獲得特征參數。 |