一种去除剩余活性污泥中重金属的方法技术

本发明专利技术采用自行设计的重金属去除装置，将氧化亚铁硫杆菌和嗜酸性异养菌（３．０－８．０％）接种于剩余活性污泥中进行生物反应。反应结束后，反应液通过流出管恒流泵自动流至沉淀桶。在沉淀桶中，采用重金属螯合剂或氧化钙使上清液中的重金属沉淀，酸性菌液经回流恒流泵重新转入反应桶。由于氧化亚铁硫杆菌对可溶性有机物敏感，与嗜酸性异养菌同时接种可以减低反应液中可溶性有机物的量，从而缩短了氧化亚铁硫杆菌的生长周期，提高了去除重金属的效果。使用该方法和装置进行生物反应５－７天，剩余活性污泥中大多数重金属的去除率效果明显。本发明专利技术的装置是一个去除剩余活性污泥重金属效率高、操作易行的装置；所提出的去除剩余活性污泥中重金属的方法是一种操作简单、效果明显和经济可行的剩余活性污泥资源化的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物法去除剩余活性污泥重金属，属于环境工程技术。
技术介绍
剩余活性污泥是指污水处理厂在净化污水的过程中产生的沉淀物，虽然含有大量的有机质、氮和磷等植物养分，但也富集了污水中大量的重金属。难以用于农田。剩余活性污泥的资源化处理是目前环境治理中亟待解决的问题之一。目前，污泥的处置方式包括很多种类，如填埋、焚烧、投海以及制作建筑业材料等，污泥的农用无疑是化害为利避免二次污染的最好处置方法之一。然而，剩余污泥中较多的重金属是剩余污泥能否安全用于农田的限制因子。因此，降低或去除剩余污泥中的重金属对于剩余污泥的资源化利用具有非常重要的意义。事实上，去除重金属的方法主要有两种化学法和微生物法(生物淋滤法)。利用无机酸或有机络合剂等化学试剂去除重金属的化学法，虽能在短时间内大幅度的去除重金属，但耗酸量大、处理费用高，使其难以付诸于工程实践。而微生物法具有运行成本低、重金属去除率高、适用性强等特点，是化学法无法比拟的，值得更深入地研究。早在上世纪50年代美国就开始利用生物淋滤法浸出铜矿，60年代加拿大又采用该法浸出铀矿。最近十几年生物淋滤法被应用在去除污泥重金属领域，Xiang，L等人从厌氧消化污泥中分离得到一株氧化亚铁硫杆菌，其对重金属生物淋滤产生一定效果。周立祥等也采用氧化亚铁硫杆菌进行了污泥重金属的处理。随着环境污染的加剧，剩余活性污泥重金属污染日益严重，迫切需要提高微生物法去除剩余活性污泥中重金属的效率，缩短去除重金属所需要的时间。已有技术存在的问题包括去除重金属效率不高、去除重金属所需时间长、可操作性差。本专利技术的装置是一个去除剩余活性污泥重金属效率高、操作易行的装置；所提出的去除剩余活性污泥中重金属的方法是一种操作简单、效果明显和经济可行的剩余活性污泥资源化的方法。
技术实现思路
1.，主要的步骤包括(1)将氧化亚铁硫杆菌(AS1.1478)和土著嗜酸性异养菌以3.0-8.0％的量接种于含有重金属的剩余活性污泥液中，在自行设计的重金属去除装置中进行生物反应；(2)处理前后的污泥采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)法检测重金属的含量；2.上述重金属去除装置包括以下部分反应桶(1)、沉淀桶(2)、流出管(3)、流出横流泵(4)、回流管(5)、回流横流泵(6)、温度计(7)、恒温磁力搅拌器(8)、微电脑时控开关(9)和磁性搅拌转子(10)；其特征表现为反应桶(1)通过微电脑时控开关(9)、流出恒流泵(4)和回流恒流泵(6)以及流出管(3)和回流管(5)等部件与沉淀桶(2)相连通；反应桶置于恒温磁力搅拌器(8)内，桶内有磁性搅拌转子(10)，桶顶置有温度计(7)，整个装置为一个整体，自动地完成污泥的重金属去除过程，包括反应结束后，反应液通过流出管恒流泵自动流至沉淀桶，取出去除了重金属的污泥。在沉淀桶中，上清液加入重金属鳌合剂或氧化钙使重金属沉淀，酸性菌液经回流恒流泵重新转入反应桶。3.上述土著嗜酸性异养菌的获得方法在去除剩余活性污泥重金属实验前，先以氧化亚铁硫杆菌1.5-4.0％的接种量在500-600mL反应液中，对30.0-35.0g的脱水污泥进行去除重金属反应；反应液成份为向经过15分钟121℃灭菌过的490mL盐溶液中加入已过滤除菌的14.78％FeSO4.7H2O溶液90.0mL；其中盐溶液成份为(NH4)2SO42.1g，KCl 0.07g，K2HPO40.35g，MgSO4·7 H2O 0.35g，Ca(NO3)20.007g，蒸馏水490mL；用接种环取反应5天后的酸性反应液(pH＝1.0-2.5)一环，在PDA平板上划线分离，于28-30℃下培养3-4天，分离单菌落至纯培养。4.根据上述3所述的PDA培养基，其特征在于马铃薯浸出液1000mL，葡萄糖15.0-20.0g，琼脂15.0g-25.00g。5.上述1所提出的去除剩余活性污泥中重金属的方法是一种操作简单、去除作用时间短、效果明显和经济可行的剩余活性污泥资源化的方法。上述2所提出的装置是一个去除剩余活性污泥重金属效率高、操作易行的装置。附图说明图一去除剩余活性污泥中重金属的反应装置(1)反应桶、(2)沉淀桶、(3)流出管、(4)流出恒流泵、(5)回流管、(6)回流恒流泵、(7)温度计、(8)恒温磁力搅拌器、(9)微电脑时控开关、(10)磁性搅拌转子。具体实施例方式实施例1. 1.实验仪器1)反应桶本实验使用一个3升的有机玻璃生物反应桶，顶部有进液孔、出液孔和温度计插孔，反应桶置于具有磁力搅拌功能的恒温水浴装置内，以确保反应过程中的温度恒定和搅拌均匀。2)流出和回流恒流泵流出、回流横流泵可以在固定的时间内排出或加入固定量培养液，与微电脑开关配合使用，在规定时间内可从生物反应桶中泵出一定量的反应液。1.3微电脑时控开关可预置时间，定时开启和关闭，控制生物反应、反应液的流出和酸性菌液的回流等。使整个去除重金属的各个过程自动完成。1.4污泥硝化瓶通过此装置将处理前后的污泥经高氯酸和浓硝酸硝化，使固相的重金属溶出进入水相，经稀硝酸过滤后定溶，为ICP检测重金属含量提供样品。1.5酸度计规定时间进行反应液的pH值测定。2.程序1)处理前污泥重金属含量的测定取1.0克污水处理厂的脱水污泥，用高氯酸和浓硝酸的混合液进行硝化，使用1.0％的硝酸过滤定容25ml，取10.0ml送样进行ICP检测。2)氧化亚铁硫杆菌准备培养基的配制，准备A液(NH4)2SO43.0g，KCl 0.1g，K2HPO40.5g，MgSO4·7 H2O 0.5g，Ca(NO3)20.01g，蒸馏水700mL，5mol/L H2SO41mL，121℃下湿热灭菌15.0min；准备B液14.78％FeSO4.7H2O溶液300mL，过滤除菌；将A液与B液按体积比7∶3进行混合，将3.0升的培养液，置于生物反应桶中。以1.5-4.0％的接种量接入氧化亚铁硫杆菌悬液于上述含有3.0升培养液的生物反应桶中，培养两天，此时pH值明显降低，菌体浓度明显升高。3)土著嗜酸异养菌的准备 在去除剩余活性污泥重金属实验前，先以氧化亚铁硫杆菌1.5-4.0％的接种量在500-600mL反应液中，对30.0-35.0g的脱水活性污泥进行去除重金属反应；反应液成份为向经过15分钟121℃灭菌过的490mL盐溶液中加入已过滤除菌的14.78％FeSO4.7H2O溶液90.0mL；其中盐溶液成份为(NH4)2SO42.1g，KCl 0.07g，K2HPO40.35g，MgSO4·7 H2O 0.35g，Ca(NO3)20.007g，蒸馏水490mL；以接种环取反应5天后的酸性反应液(pH＝1.0-2.5)一环，在PDA平板上划线分离，于28-30℃下培养3-4天，分离单菌落至纯培养；PDA培养基配方为马铃薯浸出液1000mL，葡萄糖15.0-20.0g，琼脂15.0-25.0g，115℃灭菌20分钟；4)重金属去除称取200克脱水污泥置入2)所述的培养液中，同时，以1.5-4.0％的接种量接入嗜酸异养菌进行重金属去除。反应进行3天后，终止反应，使污泥沉降，通过恒流泵将反应桶中的反应液液移至沉淀桶。从反应桶中取出去除了重金属的污泥，又可进行下一次反应。向沉淀桶中的反应液中加入重金属螯合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除剩余活性污泥中重金属的方法，主要的步骤包括：（１）将氧化亚铁硫杆菌（ＡＳ１．１４７８）和土著嗜酸性异养菌以３．０－８．０％的量接种于含有重金属的剩余活性污泥液中，在自行设计的重金属去除装置中进行生物反应；（２）处理前后的污泥采用电感耦合等离子体发射光谱（ＩＣＰ）法检测重金属的含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋存江，孙亚民，黄安辉，曾猛，邓飞，孟凤林，陶健，郑承纲，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]