从生物修复流出物或淤泥回收硒的生物化学方法技术

在生物反应器(14)中处理可溶形式的含硒废水。反应器中的微生物将硒还原为不可溶的元素硒。元素硒在废淤泥中从反应器排出。使废淤泥稠化然后用细胞溶解剂处理以分解或溶解淤泥中的微生物细胞。溶解后，处理淤泥以物理分离出包括元素硒的剩余固体供再使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从生物修复流出物或淤泥回收砸的生物化学方法领域 本说明书涉及废水处理以去除硒或其它元素并涉及从生物修复流出物或淤泥回收硒或其它元素。背景 以下段落并非承认下文任何信息为公知常识或可作为现有技术而引用。硒是人体健康必需的微量元素。硒也是具有若干有用性质的贵重非金属。例如，硒具有光电和导电性质，使之可用于光电和电子产品。硒还用作玻璃中的颜料以及用于维生素补充剂和肥料。然而，硒在很低浓度下变得有毒性。硒在生活于硒污染的水中的植物和鱼体内以及食用那些植物和鱼的野生生物和人的体内积累。在人体中，升高的硒浓度可引起神经损伤和毛发和指甲脱落。硒可以可溶形式(硒酸盐和亚硒酸盐)存在于各种工业或农业操作所产生的废水中。例如，硒通常存在于燃煤电厂中产生的烟道气脱硫排放水里。硒还可以存在于一些炼油和采矿废料中。硒的排放限制可以设为水的十亿分之(ppb) 10-50ppb。国际公开号WO 2007/012181描述了用于从废水去除硒的生物反应器。除硒反应器由 GE Water and Process Technologies 出售，是General Electric Company 内的业务，商标为ABMet。在这些反应器中，固定介质床支撑着还原硒的生物体的生物膜。废水中的硒酸盐和亚硒酸盐通过所述生物体还原为硒的不可溶形式，一般为元素硒，其从废水中沉淀。硒保留在反应器中直到其通过冲洗或反洗操作在废淤泥中被去除。简述 以下简述旨在为读者引入随后的详述，而非限制或限定任何请求保护的专利技术。从硒生物反应器去除的淤泥或流出物可含有生物质、元素硒和各种其它固体。淤泥或流出物可被归类为有毒废物，且必须储存或处置以防止硒溶出到环境中。游泥的储存或处置成本是显著的。另一方面，淤泥中的硒是有价值的商品。因此，从游泥回收硒产生有用产品并减少管制和环境问题。本文描述的方法中，处理含元素硒的淤泥或流出物以回收硒。用任选包含酶的细胞溶解剂使淤泥或流出物中的生物质可溶。元素硒保持不可溶并与淤泥或流出物分离，例如通过离心分离。当与生物修复过程组合时，本方法提供从废物再循环或回收硒。回收的硒可用作工业应用的资源。剩余的流出物或淤泥可作为生物修复过程的营养物再使用或经进一步处理。本方法还可用于回收能以不可溶形式包含于生物修复流出物或淤泥中的其它贵重元素。附图 附图说明图1为硒回收过程的示意性过程流程图。详述 图1显示用于回收硒的过程10。含硒废水的进料流12进入生物反应器14。生物反应器14中，微生物将可溶形式的硒转化为不可溶的元素硒。生物反应器14可以是可得自General Electric Company的ABMet 反应器。在这类反应器中，待处理的水使水流经支撑着微生物的固定介质床。元素硒连带生物质保留在生物反应器14中。经处理水16从生物反应器14中流出，优选具有降低到低于排放限制的硒浓度。生物反应器14经周期性冲洗或反洗，产生含有生物质、元素硒和各种其它固体(特别是曾存在于进料流12的悬浮固体)的淤泥18。其它生物修复过程也可产生含有硒的流出物或淤泥。例如，可在含有还原硒的生物体的悬浮生长物的膜生物反应器中，从废水去除硒。使元素硒在淤泥中排出，所述淤泥取自膜过滤器上游或含有膜过滤器的过程槽的底部，或取自单独的膜器皿。将淤泥18送到淤泥稠化装置20以产生稠化或脱水的淤泥22。淤泥稠化装置20可以是例如离心机或压滤器。可将释放自淤泥24的过量水25送到单独的废水处理厂或再循环到生物反应器14上游的点。稠化淤泥一般含有10-30重量％固体。稠化淤泥22送到混合槽24。将一种或多种细胞溶解剂或缓冲剂26添加到混合槽24并与稠化淤泥22混合。细胞溶解剂26使微生物细胞分解，这使元素硒颗粒从与细胞结合而释放。可以使一些或全部 细胞可溶并溶解于剩余在稠化淤泥22中的水里。一些细胞可仅仅分解为小颗粒，不再是液体填充的完整细胞的部分。试剂26可为例如可得自不同供应商(例如Millipore)的十二烷基硫酸钠(SDS)。任选地，试剂可包括酶例如溶菌酶。也可使用市售可得的具有试剂混合物的细胞溶解缓冲剂，例如Promega或Sigma所出售的。混合槽中的反应可在环境PH或大体上中性的pH条件下发生。若需要或期望，可添加大体上清洁的水，以增强细胞的分解或溶解。或者，微生物细胞可通过机械溶解分解，例如使用超声波，或通过化学和机械方法的组合。将经溶解淤泥28从混合槽24去除并送到物理分离单元30。分离单元30可基于硒颗粒相对于经溶解淤泥28中其它固体或液体的颗粒尺寸或密度或两者而操作。例如，分离单元30可以是过滤器或离心机或两者，有一个或多个阶段。将含有增加浓度的元素硒的固体部分32从分离单元30的离心液或滤液侧去除。固体部分32可按需经进一步处理，例如通过干燥，用于工业中的再使用。液体部分34具有降低的硒浓度但富含有机物质。可将液体部分34送到单独的废水处理厂或生物反应器14上游的点。液体部分34中的经溶解细胞可为生物反应器14提供营养物。通过将硒回收过程与生物反应器过程组合，使硒从废水再循环。回收的硒是用于工业应用的有价值的资源。经溶解生物体可作为营养物来源再使用，以增强生物反应器中的活性。存在于废产物中的硒的总量降低。本回收方法还可适用于回收可在生物修复流出物或淤泥中以不可溶形式产生的其它贵重元素，例如钯或碲。实施例从处理烟道气脱硫排放水的ABMet生物反应器收集淤泥样品。稠化淤泥团粒的固体部分为约49%生物质、1%元素硒和50%其它先前悬浮的固体。进行测试以确定细胞溶解剂是否会有效使生物质保留在离心分离的上清液中。以不高于4400g使无硒的生物反应器淤泥离心分离5分钟。上清液主要为水，并使包括生物质的团粒从上清液分离。使团粒在含有细胞溶解剂的溶液中再悬浮，并在室温下温育10-15。用于测试的试剂为市售的细胞溶解剂一Promega出售的Nuclei Lysis Solution (目录号为A7943)。在各样品中，生物质以5.2e7菌落形成单位每毫升(cfu/mL)_5.2e8 cfu/mL的浓度再悬浮。将这些样品再次以4400g和5分钟离心分离后，无明显的生物质团粒可见。这些测试说明生物质可在离心机中经足够处理以不带固体地收集。为测试从经溶解生物质分离元素硒的可行性，如上所述将元素硒添加到样品，并混合以形成悬浮液。然后以最多4400g使样品离心分离5分钟。元素硒由离心机回收，为鲜红色的团粒。 ·权利要求1.一种从生物修复淤泥或流出物回收不可溶元素例如硒、稀土或重金属的方法，所述淤泥或流出物包含所述不可溶元素和能还原所述不可溶元素的可溶形式的微生物，所述方法包含以下步骤: a)将细胞溶解剂混合到所述淤泥或流出物中； b)将所述不可溶元素的颗粒与所述淤泥或流出物的经溶解细胞物理分离。2.权利要求1的方法，其中所述细胞溶解剂包含酶。3.权利要求1的方法，其中所述淤泥或流出物在步骤a)期间保持在大体上其环境pH。4.权利要求1的方法，其中步骤b)包含将所述淤泥或流出物通过离心机。5.一种处理包含可溶形式硒的废水的方法，其包含以下步骤: a)在含有还原硒的微生物的生物反应器中处理所述废水； b)从所述反应器取出包含元素硒颗粒和微生物的淤泥； c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：金燕，徐韡卿，Y黄，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：