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生物制剂深度处理重金属废水及资源化技术

2019/12/09 09:10
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【摘要】:
该技术基于细菌代谢产物,得到可深度净化多金属离子的复合配位体水处理剂(生物制剂),解决了目前化学药剂难以同时深度净化多金属离子的问题,出水可回低质回用,污泥为一种水解渣,可返回生产系统回收有价金属。

占地面积为常规工艺的1/2,现场可实现无人化自动控制管理,综合投资为常规工艺的80%,运行参数以株冶总废水生物制剂法处理为例(废水中锌100-400mg/L,钙200-350mg/L),项目单位运行成本为3.7元/m3废水,出水达到《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010),Ca2+浓度低于50mg/L,年减排重金属废水400多万m3,减排重金属近30吨。该技术于2011年获得国家技术发明奖二等奖。

适用范围

应用于选矿尾矿库废水、有色金属冶炼废水、有色金属压延加工废水、矿山酸性重金属废水、电镀废水、化工重金属废水处理。

基本原理

生物制剂是以硫杆菌为主的复合特异功能菌群在非平衡生长(缺乏氮、氧、磷、硫)条件下大规模培养形成的代谢产物与某种无机化合物复配,形成的一种带有大量羟基、巯基、羧基、氨基等功能基团的聚合物,在低pH条件下呈胶体粒子状态存在,可与金属离子Cu2+,Pb2+,Zn2+,Hg2+,Cd2+成键形成生物配合体。然后在pH9~10时水解,诱导生物配位体形成的“胶团”长大,并形成溶度积非常小的、含有多种元素的非晶态的化合物,从而使重金属离子高效脱除。

生物制剂与重金属配合图如下所示:

工艺流程

生物制剂处理常规重金属废水工艺流程图如下所示:

流程说明:重金属废水经收集至调节池进行水质水量调节,然后经提升泵进入配合反应池,在配合反应池中加入生物制剂与废水中的重金属离子发生配合反应,生成重金属配合物,实现重金属离子的深度脱除;在水解反应池中加入石灰乳调节体系pH值进行水解反应,在絮凝反应池中加入PAM絮凝后进入沉淀池实现固液分离,固液分离后的上清液进入清水池,在清水池经硫酸调节pH值至6-9后外排或回用。污泥经脱水后根据需要安全处置或回用。

根据企业水质不同,可调整为不同工艺;

当废水需脱钙回用时,应增加脱钙剂和脱钙反应池,其余流程不变;

当废水为选矿废水,含有CODCr时,应增加氧化剂和氧化反应池,其余流程不变;

当废水需要脱铊时,应增加稳定剂和稳定反应池,其余流程不变;

当废水需要脱氟时,应增加脱氟剂和脱氟反应池,其余流程不变。

关键技术或设计特征

该技术经取样分析,经过筛选和分离得到三株细菌:Pannonibacter phragmitetus T1,Enterobacter sp.T2, Microbacterium sp.T3,这三株细菌能够耐受Pb2+、Cr6+、Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Co2+、Ag+、Hg2+多种重金属。

在整个系统的运行过程中,无废气产生,节约能源。系统抗污染物冲击负荷强,净化高效,运行稳定。

处理快速高效,反应时间只需10-30min,且工艺稳定,高效处理CODCr的同时,对重金属离子实现同时深度脱除。

设备设施简单,布局紧凑,投资成本低,可结合自控系统减少人工劳动力。

对于常规的重金属废水处理药剂成本很低,且处理后的净化水能够满足回用的要求。