一种复合功能菌处理危险废物砷废液的方法，是将脱硫弧菌（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ Ｓｐ．）、脱硫肠状菌（Ｄｅｓｕｌｆｏｔｏｍａｃｕｌｕｍ Ｓｐ．）、巨大芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ Ｓｐ．）按菌数比：２０～６５∶１５～５５∶５～１０在培菌器中用含Ｆｅ、Ｓ、Ｃ、Ｎ、Ｐ的营养物，在厌氧环境、ｐＨ７．０～７．４、３０～３７℃培养３３～３８小时得到复合功能菌。然后，将培菌器中的物质与ｐＨ９．０～２．５，砷浓度０．７～６１４０ｍｇ／Ｌ的砷废液按１～６∶１０００体积比，在生物反应器内混合搅拌５～６０分钟，经沉淀池沉淀、过滤器过滤。该方法工艺简单，处理时间短，占用场地少，能耗小，成本低，无二次污染，能对高浓度砷废液进行处理，实现达标排放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废液处理
，尤其属于采用复合功能菌处理危险废物含砷废液(废水)的方法。
技术介绍
含砷(As)及砷化合物废物属于剧毒危险废物。三价砷(As3+)的毒性比五价砷(As5+)的毒性强，无机砷的毒性大于有机砷。积累在体内的砷及其化合物具有致癌、致畸作用，对人的中毒剂量为0.01～0.052g，致死量为0.06～0.2g。我国地表水中砷的最高允许浓度为50ug/L；欧、美、日等国饮用水中砷的最高允许浓度为10ug/L。由于砷的大量开采、生产和使用，砷的污染越来越严重。采矿、冶金、燃煤、化工等产生过程产生的含砷废水都会对环境造成污染。如砷黄铁矿浸金硝酸催化中80％以上的砷进入溶液，其氧化浸出液中砷高达15～30g/L。近年有关砷废液产生的环境污染事故时有发生2000年贵州化肥厂含砷废水排放造成下游大面积砷污染中毒；2003年湖南江永县砷制品厂的砷使附近田里的鱼虾绝种，颗粒无收，百余人饮水中毒；2006年湖南岳阳县浩源化工公司和桃林铅锌矿化工厂的废水直排，造成对高墙河污染，砷超标10倍左右。环保部门依法对违法企业进行了严厉查处，刑拘砷污染肇事者，并依法追究了其刑事责任。可见，对含砷废液的有效治理刻不容缓。处理含砷废水的方法有物理、化学和生物法。物理法需要大量的吸附剂，吸附剂较贵，再生困难；化学法需要用大量的化学试剂。这两种方法均效率低，成本高，且易造成二次污染。现有生物法处理含砷废水的研究有以下的报道Suhendrayatna等人研究了小球藻对砷的转化，测得对砷的富集可达610ug/g细胞。Weger等从含砷废水中分得一株菌(ULPAsl)能在As3+1.33mmol/L(100mg/L)的培养基中生长，最低抑制浓度为500mg/L。Green从牲畜浸浴水中筛分一株菌(Bacillusarsenoxidans)，可将As3+氧化为As3+。Gihring等在高砷地热环境分出ThermusHR13菌也能将As3+氧化为As5+。Ander son等人从粪产硷杆菌(Alcaligenesfaecalis)中提纯了砷氧化酶。Mokashi和Paknikar固定棒状杆菌(Microbacterium Lacticum)氧化地下水中As3+，再用活性炭吸附法除砷有较好的效果。Silver等指出在钼蛋白酶和铁蛋白酶的作用下，可将亚砷酸氧化为砷酸。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法工艺简单，处理时间短，占用场地少，能耗小，成本低，无二次污染，能对高浓度砷废液进行处理，实现达标排放。本专利技术实现其专利技术目的所采用的技术方案是，其步骤是A、菌株选择及配比复合功能菌由脱硫弧菌(Desulfovibrio Sp.)、脱硫肠状菌(Desulfotomaculum Sp.)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium Sp.)组成，三株菌的菌数比为20～65∶15～55∶5～10；B、复合功能菌培养将A步的三种菌种按其株数比，在培菌器中用含有Fe、S、C、N、P成份的营养物培养，培养条件厌氧环境、pH 7.0～7.4、30～37℃，培养时间33～38小时；C、砷废液处理将B步培菌器中的复合功能菌及其代谢产物、营养物作为去毒物，与pH 2.5～9.0，砷浓度7～61400克/10立方米的砷废液按1～6∶1000的体积比，进入生物反应器内混合搅拌、反应5～60分钟，再经沉淀池沉淀分离，过滤器过滤，分离出污泥和排放水。本专利技术的复合功能菌去除砷的机理是一、复合功能菌中的三种菌脱硫弧菌(Desulfovibrio Sp.)、脱硫肠状菌(Desulfotomaculum sp.)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium Sp.)能将砷废水中的As3+氧化为As5+后，还能将砷甲基化。氧化和甲基化的砷富集在菌体外壳，少量进入菌体内。甲基化后产生的甲基砷，二甲基砷、三甲基砷的毒性比无机砷低得多，并可在沉淀池被沉淀。因此，复合功能菌对水体砷富集的过程，也是一个对砷降毒脱毒的过程，使得本专利技术能对浓度高达6140mg/L的高浓度的砷废液进行。二、由于营养物中含有Fe、S成分，复合功能菌在培菌器中存活、生长、繁殖过程中，会产生一些代谢产物如Fe2+、Fe3+、S2-等，这些代谢产物与砷废液中的亚砷酸根(AsO-2)和砷酸根(AsO3-4)反应，生成砷酸亚铁和砷酸铁沉淀，即2AsO3-4+6Fe2+＝2Fe3(AsO4)2↓AsO3-4+Fe3+＝FeAsO4↓另外一些代谢产物如SO2等具有氧化性，能氧化As3+为As5+，砷废液中的As3+被氧化为As5+后，也能与Fe2+、Fe3+生成砷酸亚铁和砷酸铁沉淀(砷酸亚铁在25℃水的溶解度为10-6mol/L。砷酸铁在25℃水中的溶度积为5.7×10-21))。以上化学反应反应时间短，一般3～25分钟。通过生物富集及代谢产物的化学作用。本专利技术方法可有效、快速地将高浓度砷废液中的砷去除，实现对危险废物砷废液的处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术通过优化组合成的复合菌及其代谢产物的氧化、菌体的吸附、絮凝、沉淀等多种作用，最大限度地降低了砷废液中砷的残留量。实验证明，经本专利技术方法处理后的排放水，砷含量达到国标GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准，砷的含量小于0.5mg/L，从而实现对高浓度砷废废水的处理。在处理过程中，去毒物为微生物及其代谢物，没有加入有害化学物质，不产生二次污染，可广泛用于工业生产过程中各种含砷废液(废水)的处理。本专利技术的采用的三株菌为公知菌株，其培养制备方法简单；复合功能菌的生物脱毒、降毒及代谢产物的氧化与沉淀反应去毒过程，在生物反应器中常温进行，反应时间短，不超过60分钟，占用场地少，能耗小，成本低。复合菌在专用培养器内培养，防止了菌的遗传变异，已培养好的菌可随时备用，极为方便。并且，废液中若存在有其他重金属离子如Zn2+、Cu2+、Cr3+、Ni2+、Cd2+等也能被本专利技术的复合菌吸附，再经絮凝沉淀去除。上述C步的砷废液处理时，砷浓度0.7～200mg/L，生物反应器为一级生物反应器，反应时间5～30为分钟，沉淀池为一级沉淀池。砷浓度较低时，只需要经过较短的时间的一级反应及沉淀，即可将砷废液处理达标。上述C步的砷废液处理时，砷浓度201～6140mg/L，生物反应器为一、二级生物反应器，每级反应时间5～30为分钟，沉淀池相应为一、二级沉淀池。对于201～6140mg/L的高浓度砷废液，经过二级反应及沉淀即可实现砷废液的达标排放。将上述C步的沉淀池沉淀得到和过滤器中滤出的污泥取出，加硫酸并加热溶解后，再冷却、结晶，将结晶体水洗即得三氧化二砷(As2O3)产品，而溶解液作为回收Zn、Cu、Ni的原料，残余泥渣作建材。上述硫酸的浓度80～98％，硫酸与污泥的体积比为5～7∶1，170℃～190℃加热2-3小时。这样，本专利技术可将污泥中富集的砷及锌、铜、镍加以回收利用，泥渣作建材，使危险废物砷废液无害化和资源化。具有良好的经济效益和环保效益。本专利技术采用的三株菌的特性如下一、脱硫弧菌(Desulfovibrio sp.)大小0.5-1×3-5μm，形状弯曲杆状。特征以极单丛生鞭毛运动，无芽孢和荚膜，革兰氏阴性。生理特征有机化能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合功能菌处理危险废物砷废液的方法，其步骤是：Ａ、菌株选择及配比：复合功能菌由脱硫弧菌（ＤｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏＳｐ．）、脱硫肠状菌（ＤｅｓｕｌｆｏｔｏｍａｃｕｌｕｍＳｐ．）、巨大芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｍｅｇａ ｔｅｒｉｕｍＳｐ．）组成，三株菌的菌数比为：２０～６５∶１５～５５∶５～１０；Ｂ、复合功能菌培养：将Ａ步的三种菌种按其株数比，在培菌器中用含有Ｆｅ、Ｓ、Ｃ、Ｎ、Ｐ成份的营养物培养，培养条件：厌氧环境、ｐＨ７．０～７．４、３０～３ ７℃，培养时间３３～３８小时；Ｃ、砷废液处理：将Ｂ步培菌器中的复合功能菌及其代谢产物、营养物作为去毒物，与ｐＨ９．０～２．５，砷浓度０．７～６１４０毫克／升的砷废液按１～６∶１０００的体积比，进入生物反应器内混合搅拌、反应５～６０分 钟，再经沉淀池沉淀分离，过滤器过滤，分离出污泥和排放水。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李昕，吴全珍，李福德，
申请(专利权)人：李昕，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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