一种生物处理废水中重金属镉的装置及方法

摘要

一种生物处理废水中重金属镉的装置及方法，属于水处理技术领域。装置及方法如下：（1）硫酸盐还原生物滤池的建立和启动（2）除铁除锰生物滤池的建立和启动（3）含镉废水流经硫酸盐还原生物滤池，硫酸盐还原菌将硫酸根（SO₄^2-）中正六价的硫还原为硫离子（S^2-），镉与硫离子结合形成硫化镉的难溶物，并且大部分被截留。未被截留的流入除铁除锰生物滤池，利用滤池中生成的新生态二氧化锰及铁的氧化物的吸附性，将这部分镉吸附去除。（4）原废水依次经过两级生物滤池过滤，出水镉低于0.005mg/L，达到国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中二至三类水对镉的含量要求。

主权项

一种生物处理废水中重金属镉的方法，该方法采用的装置包括含镉的原水进水管(1)、硫酸盐投加装置(2)、硫酸盐还原生物滤池(3)、管道(4)、跌水池(5)、锰盐和铁盐投加装置(6)、除铁除锰生物滤池(7)和出水管(8)，含镉的原水进水管(1)通过硫酸盐投加装置(2)与硫酸盐还原生物滤池(3)连接，硫酸盐还原生物滤池(3)通过管道(4)与跌水池(5)连接，跌水池(5)与除铁除锰生物滤池(7)连接，除铁除锰生物滤池(7)底部设有出水管(8)；硫酸盐还原生物滤池(3)底部的上层为含有硫酸盐还原菌的活性填料滤层(9)，活性填料滤层(9)的下层为砾石承托层(10)；除铁除锰生物滤池(7)底部内上层为含有铁锰氧化细菌的活性填料滤层(11)，下部为砾石承托层(10)； 其特征在于，包括以下步骤： （1）硫酸盐还原生物滤池的建立和启动 ①硫酸盐还原生物滤池的建立 硫酸盐还原生物滤池的滤层载体填料采用无机亲水矿物材料沸石或石英砂，原水水质范围，pH：6.0～8.0；温度11～33℃；原水为含有镉的废水； ②硫酸盐还原活性载体填料制作 将硫酸盐还原菌菌悬液通过浓缩获得浓度不小于10⁸个/mL的细菌浓缩液，通过细菌包埋固定化技术，同滤层中的载体一起制成生物活性载体填料，细菌浓缩液同载体填料混合的体积比为1:200，将这种生物活性载体填料装填到滤池中作为滤层； ③硫酸盐还原菌活性填料的驯化 向装填好的生物滤池中，连续通入原水即含有镉离子的废水，起始流量为设计流量的50%，通过取样来检测出水镉离子的含量，随着出水中镉离子含量 的不断降低，逐步提高原水的进水流量直至设计流量，当连续7天内出水中镉离子的含量不大于0.1mg/L时，即认为活性填料驯化完成； （2）除铁除锰生物滤池的建立和启动 ①除铁除锰生物滤池的建立 除铁除锰生物活性载体填料的制作，采用细菌包埋固定化技术制成包埋富含铁、锰氧化细菌的锰砂填料，原水水质范围，pH：6.0～8.0；温度11～33℃； ②生物滤池的曝气 对硫酸盐还原生物滤池出水进行曝气充氧，溶解氧控制在4～5mg/L； ③铁锰氧化细菌活性填料的驯化 活性填料的驯化：连续通入原水即含有镉、锰、铁的原水，锰的浓度不低于0.5mg/L，铁的浓度不低于0.2mg/L，起始流量为设计流量的50%，通过取样来检测出水镉、锰、铁的含量，随着出水中镉、锰、铁含量的不断降低，逐步提高原水的进水流量直至设计流量，当连续7天内出水中镉的含量不高于0.005mg/L，锰的含量不高于0.05mg/L，铁的含量不高于0.1mg/L时，即认为活性填料驯化完成； （3）镉离子的去除 含镉的废水流经硫酸盐还原生物滤池时，通过生物滤池中硫酸盐还原菌的作用，将硫酸根（SO₄^2‑）中正六价的硫还原为硫离子（S^2‑），同镉离子结合生成硫化镉的难溶物，被滤层截留，从而将镉离子去除；未被截留的硫化镉微小絮体和部分镉离子进入除铁除锰生物滤池，利用滤池中生成的新生态二氧化锰及铁的氧化物的吸附性，将其吸附去除；两个滤池截留下来的镉，通过滤池的反冲洗过程实现清除。