重金属废水的微生物处理技术的应用

　　 一、微生物法治理电镀废水技术
　　1.主要技术内容
　　（1）基本原理用从电镀污泥中获得的SR系列复合功能菌，高效还原六价铬为三价铬，三价铬、锌、铜、镍和镉等二价金属离子被菌体富集，再经固液分离，废水被净化，污泥中金属再用微生物或化学法回收，固液分离的上清液可以回用。
　　（2）技术关键本技术的关键是菌体的培养和“菌废比”的合理调控，这是保证处理水质达到排放标准或回用的重要条件。一般采用厌氧技术培养菌体，培养液可以是生活污水，粪便，高浓度有机废水，也可以人工配制。采用中温发酵技术。根据废水中的金属离子的浓度和培养的菌体的浓度决定“菌废比”，具体情况具体决定。
　　（3）工艺流程微生物治理电镀废水工艺流程见图9-24。

　　 2.主要技术指标
　　（1）净化能力本技术对废水成分变化的适应性强，各金属离子浓度的范围为：铬1mg／L～1000mg／L，锌1mg／L～1000mg／L，铜1mg／L～1000mg／L，镍1mg／L～500mg／L，镉1mg／L～500mg／L.本技术不仅能处理单一的金属废水，也可处理混合的金属废水。废水的pH值可在4～8范围内变化。每天处理废水量可达1m3～1000m3以上。
　　（2）特点利用微生物高效快速还原六价铬，无二次污染，能回收菌泥中的金属，因此，使用周期长，管理方便。如果能利用生活污水、食品加工废水等培养微生物，可以实现以废治废。
　　（3）出水水质处理后排放水中六价铬、总铬、锌、铜、镍、镉等金属低于国家GB8978-1996污水综合排放标准，见表9-15。

　　3.投资分析对于日处理100t废水的规模而言，1992年价格为总投资30万元，其中土建15万元，设备10万元，其他5万元。
　　本技术主要设备使用期可达40年，运行费用约为每吨废水0.20元。
　　4.主要设备微生物法治理电镀废水技术的主要设备有培菌池，生物反应器，调节池，泵房，沉淀池，消毒池，主控室，化验室等。
　　 二、硫酸盐生物还原法处理含锌废水
　　硫酸盐生物还原法处理含锌废水其原理是利用硫酸盐还原菌SRB在厌氧条件下产生硫化氢，硫化氢和废水中的重金属反应，生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。
　　1.废水处理工艺流程见图9-25。

　　2.工艺说明利用微生物方法处理重金属废水时，由于废水中常缺乏微生物生长所需的营养物质，包括有机物、氮、磷等，因此，在废水中需加入所缺的营养物质。
　　生物反应器是一个厌氧反应系统，微生物在厌氧条件下分解有机物，还原硫酸盐生成硫化氢，硫化氢与废水中的锌离子反应生成不溶性的硫化锌。生物反应器的类型可以是上流式厌氧污泥床、厌氧接触反应器等。
　　反应生成的硫化锌沉淀同厌氧污泥混在一起，当其浓度达到一定程度以后，为了保证生物反应器的正常运行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中锌含量较高，可以回收。
　　从沉淀池中的出水，虽然锌离子的去除率很高，但是出水中还含有比较高的COD和硫化氢，因此必须要进行好氧处理去除COD和硫化氢，使最终出水的指标都达到国家排放标准。
　　3.工艺参数对处理效果的影响从有关的研究中，分析不同的工艺参数对锌离子去除效果的影响。
　　（1）进水COD浓度对锌离子去除能力的影响进水COD浓度对锌离子和COD去除能力的影响结果见表9-16。

　　从表9-16可见，出水COD随进水COD的降低而降低。反应器中的硫化氢浓度随进水COD浓度下降而下降。但硫化氢浓度为80mg／L左右时，进水COD增加不会导致硫化氢的增加。因此，考虑反应器进行的稳定性和出水水质，废水中营养物的加入量应当控制在300mg／L左右。
　　（2）水力滞留时间对反应器稳定性的影响在进水COD为320mg／L，锌离子100mg／L的条件下逐渐提高进水速率。水力滞留时间由18h逐渐减少至3h，结果如表9-17。

　　由表9-17可以看出，当水力滞留时间由18h降至9h时，对锌离子的去除率基本无影响，继续降低水力滞留时间锌离子的去除率开始逐渐降低，当水力滞留时间降到4h以后，锌离子的去除率急骤下降。分析装置对锌离子的总去除能力可以发现：随着水力滞留时间的减少，装置单位容积对锌离子的去除效率逐渐提高，当水力滞留时间降到5h后，反应器的离子去除能力最高，为429mg／L.d.如继续降低水力滞留时间去除能力反而降低。当水力滞留时间为3h时，锌离子去除效率仅为246.8mg／L.d.这说明SRB的活性受到了抑制。
　　（3）废水中锌离子浓度对反应器稳定性的影响进水中锌离子由初始的100mg／L逐渐增加到600mg／L，结果见表9-18.从表9-18可以看出，该方法对500mg／L以下的含锌废水都能有效地处理。随着浓度的提高，装置的单位体积处理效率也跟着提高，最高达1329mg／L.d.但如进一步提高进水锌浓度至600mg／L，则锌离子去除能力反而大大降低，单位体积的去除效率仅为864mg／L.d.说明SRB已经受到锌的毒害作用。尽管如此，该结果也表明，本方法能够耐受较高浓度的锌离子的冲击。

　　（4）进水硫酸盐浓度对锌离子去除率的影响试验中为了避免干扰，进水COD浓度提高到640mg／L，结果见表9-19。由表9-19表明，该法在所试范围内对锌离子的去除率均为97％以上。分析硫化氢浓度表明，SRB的活性受硫酸盐浓度影响。在硫酸根浓度低于500mg／L时，SRB的活性随着硫酸根浓度的降低而降低。至100mg／L时，出水中已经测不到硫化氢，在该浓度下看来不能长期运行。由于一般的工业废水中硫酸盐的浓度都较高，因而硫酸盐的浓度不会影响本方法的应用。
　　4.供设计参考的工艺参数硫酸盐还原菌处理含锌废水的污泥床工艺可在进水COD和锌浓度分别为320mg／L与100mg／L时有效运行，有机物和锌离子的去除率分别达到73.8％和99.63％。在水力滞留时间降至6h时，锌离子的去除率仍可达94.5％。进水锌离子浓度低于500mg／L时装置可以稳定运行，而当浓度达到600mg／L时，硫酸盐还原菌受到锌离子的明显毒害。当进水COD1500mg／L，锌离子500mg／L，水力滞留时间为9h时，装置的锌离子容积去除率可达1329mg／L.d。