專利名稱：微生物治理電鍍廢水新技術的制作方法
技術領域：
本發明屬于對電鍍鉻廢水進行微生物治理的技術。
六價鉻的某些化合物對人群有致癌作用。水溶性離子狀態的Cr(VI)易被腸道吸收，透過細胞膜使某些生物分子氧化并與其結合而產生致毒作用。鉻中毒能使鼻膈膜和耳膜穿孔，皮膚潰瘍，口角糜爛，致消化系統功能紊亂，腹瀉以及引發腦膜炎和肺癌。
鉻鹽是重要的無機化學產品，它廣泛用于冶金、化工、輕工、機械和電子部門，這些部門所屬的電鍍廠、冶煉廠、合金廠、染料廠、皮革廠、木材廠和橡膠廠產生的水溶性Cr(VI)對人體和環境危害極大，使農作物和人體健康受到危害，因此，對企業鉻廢水的徹底治理已迫在眉睫，到了非徹底治理不可的時候了。
對含鉻廢水的治理已有二十年歷史，六十年代中期，大多數采用化學法，如FeS還原法，FeSO4還原法除去Cr(VI)以達到排放標準，但這些方法的污泥量大而沒有解決方法逐漸充用。其后用BaCrO4沉淀法，但此法也因收集困難，鉻又不能回用，應用得較少，七十年代，化學法有了新進展，離子交換法，電解還原法由線外處理轉向線內處理，減少了污泥量，占地面積和投資都減少，部分漂洗水可回用。但電解法的Fe，Cr污泥也無法進一步處理，且該法對設備腐蝕嚴重，電能消耗大，推廣應用困難。到后來，整個電鍍行業幾乎全部采用了離子交換法處理廢水，這被認為是治理電鍍廢水的標準方法。在大面積實踐中，證明該法投資大，管理困難，回收的鉻酸不能直接回用，零排放仍沒有實現。八十年代，有反滲透法，電滲析法，薄膜蒸發法，氣浮法，活性炭法，鐵氧體法和萃取法等相繼出現，以及電解法和離子交換法又有新的發展。其中反噴淋逆流漂洗法耗水少，Cr6+回用率高，實現了閉路循環，但此法僅適用于槽液體積小，蒸發量少的直線式鍍機，而且投資大，調控難，在廣大的鄉鎮電鍍廠推廣受到限制。對鉻廢水的治理在今后一段時間內仍然是環保科學家，冶金，化工工程師和生物學家等共同研究的課題。
羅曼恩柯(Romanenko)等曾用脫色桿菌(Bac. Dechromaticans)厭氧處理含鉻廢水，3天內每克干生物量可將2.1克K2CrO4中的Cr6+還原為Cr3+;H.C.謝爾波克雷諾夫等用Aeromonas Dechromaticans KC-11菌株，以天然氣或乙烷作碳源，凈化500ml鉻液(24.0mg Cr6+/L)其凈化效率可與活性污泥法一樣，且可縮短凈化時間，降低費用1.1-1.5倍;A.M. Marques等，報導了用銅綠假單孢菌(Pseudomonas aeruginosa)可使培養基中的鉻減少;Y.Sag等研究了干燥的生枝動膠菌(Zooglea ramigera)在pH2，25℃條件下，對Cr6+的吸附率最高達20%;K.Komori等報導用陰溝腸桿菌可還原鉻酸鹽;孫國玉等用鉻酸鹽還原菌81001號菌株加活性污泥處理電鍍含鉻廢水有一定的效果。但這些研究僅限于采用單一菌株，并屬于實驗室試驗。
鑒于上述在技術和研究方面存在的問題和不足，本發明的任務是提供一種處理電鍍鉻廢水設備簡單，一次凈化即可達到排放標準，同時回收Cr6+，不造成二次污染，能耗小，投資成本大大低于現行化學法的微生物法新技術。
本技術根據微生物的功能和電鍍廢水的特點，提出了以功能菌為主的微生物凈化回收廢水中重金屬的科學方案，即功能菌在廉價基質中生長，其代謝產物將電鍍鉻廢水中的六價鉻還原成三價鉻，形成氫氧化鉻化合物絮凝沉淀出來，從而達到凈化廢水的目的，沉淀的鉻渣經過簡單的化學處理，即可回收鉻。
本發明的技術解決方案是1.將來自電鍍淤泥中具核梭桿菌(Fusobacteriumnucleatum)、脫氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)、遲鈍愛得華氏菌(Edwardsiellatarda)、厭氧消化球菌(Peptococcusanaerobius)。詳細地研究了這些菌的組合、拮抵和互補功能，對金屬的抗性，凈化鉻(Ⅵ)的條件，動力學和凈化機制，驗證了這些菌凈化鉻(Ⅵ)廢水的最佳條件，并篩選了在生產上使用的廉價的生長基質。
2.利用復合菌在生長過程中，其代謝產物還原以HCrO-4、Cr2O2-7、CrO2-4形式存在的Cr(Ⅵ)為Cr(Ⅲ)，形成Cr(OH)3沉淀，與菌體或其它金屬離子的氫氧化物，硫化物混凝沉積而被除去。而部份Cr3+可被菌體表面的-OH、-CHO、-SH、-COOH、-NH等基團吸附，或通過細胞膜進入胞內參與細胞的生理代謝過程而被除去。
本發明的工藝流程為 當功能菌在生活污水等中培養24小時后，送入凈化池Ⅰ，同時送入一定體積鉻廢水，在該凈化池Ⅰ中作用3小時后，將其溶液送入凈化池Ⅱ，在凈化池Ⅱ中滯留13小時后，送入沉淀池沉淀8小時，然后上清液通過砂濾排放，沉淀可用于鉻回收。凈化池Ⅱ和沉淀池中部分菌體可回用。整個過程電鍍廢水中鉻的凈化率達99%以上，鉻回收率在80%以上。
本發明與已有技術相比具有以下優點1.適應性對廢水中鉻濃度變化適應性強，處理廢水量能大能小，對廢水，pH和廢水成份等變化也有較好的適應性。
2.處理后的水質能保證實現處理水中鉻達標排放。處理后出水水質好，可以回用。
3.污泥量產生的污泥量僅為化學法的1%，鉻可回收利用，無二次污染，做到了對鉻廢水的徹底治理。
4.培養基生長基質為普通生活污水，啤酒廢水，食品廢水，些廢水來源方便易得，不需專門經費。
實施例1某中型電鍍廠，日排放鍍鉻廢水5噸，鉻(Ⅵ)濃度波動范圍為65.4-192.0mg/L.凈化池Ⅰ，Ⅱ容積各為0.58立方米。
根據上述條件，工藝設計按上述工藝流程圖。日處理鉻廢水量為0.5噸，生長基質取食品廠廢水，BOD值范圍500-1400mg/L，COD值范圍1500-2000mg/L，加入的菌液濃度為1.6×107個/ml。24小時后取樣監測。
出水監測結果鉻(Ⅵ)含量低于0.5mg/L總鉻含量低于1.0mg/LBOD濃度低于60mg/LCOD濃度低于100mg/L復合菌量正常出水水質完全符合國標GB8978-88污水綜合排放標準。
實施例2某大型電鍍廠，日排放電鍍鉻廢水1-100噸，鉻(Ⅵ)濃度波動范圍為1-100mg/L，凈化池Ⅰ，Ⅱ容積各為50立方米。
根據上述條件，工藝設計按上述工藝流程圖。日處理1-100噸電鍍廢水，菌種為復合菌，生長基質采用1＃，2＃，3＃培養基，加入菌液濃度為1.6×107個/ml，3小時后，取樣監測。
出水監測結果鉻(Ⅵ)含量低于0.1mg/L總鉻含量低于0.5mg/L鋅含量低于0.4mg/L鎳含量低于0.2mg/L銅含量低于0.1mg/L出水的BOD、COD、SS、pH、色度等指標均低于國標GB8978-88污水綜合排放標準。
權利要求
1.用微生物治理電鍍廢水的新方法，其特征是，用于處理過程中的微生物是由四種菌所組成的復合菌，其處理工藝流程為
2.按照權利要求1所述的微生物治理電鍍廢水的新方法，其特征是，所使用的復合菌是由具核梭桿菌(Fusobacteriun nucleatum)、脫氮副球菌(Paracoccus denitrificans)、遲鈍愛德華氏菌(Edwardsiella tarda)、厭氧消化球菌(Peptococcus)組成。
3.按照權利要求1或2所述的微生物治理電鍍廢水的新方法，其特征是凈化鉻廢水過程的最佳條件是，pH5.0-7.5，溫度為15-30℃，作用滯留時間為24小時。
4.按照權利要求3所述的微生物治理電鍍廢水的新方法，其特征是，培養復合菌所選用的基質是生活污水、啤酒廢水、食品廢水等。
全文摘要
采用具核梭桿菌(Fusobactcrium nucleatum)、脫氮副球菌(Paracoccus dcnitrificanc)、遲鈍愛德華氏菌(Edwardsiclla tarda)、厭氧消化球菌(Pcptococcus anacrobius)等復合菌治理電鍍廢水的新方法，可以有效地將電鍍廢水中的六價鉻還原成三價鉻，并以氫氧化鉻化合物形式從水溶液中沉淀出來，達到水質凈化的目的。沉淀的鉻經簡單的化學或物理方法，即可回收。該法處理后的水質質量好，能保證實現鉻，同時實現鎳、銅、鋅等達標排放，無二次污染，對廢水適應性強，工藝流程簡單，節約能源，經濟性能好，成本低。
文檔編號C12N1/20GK1096769SQ9310661
公開日1994年12月28日 申請日期1993年6月11日 優先權日1993年6月11日
發明者李福德, 安慕輝, 汪蘋 申請人:中國科學院成都生物研究所