[发明专利]复合填料柱机构、细菌的固定化方法及浸出液处理方法

说明书

本发明公开了一种复合填料柱机构，包括壳体和蠕动泵，壳体内由下至上设有环形微孔曝气管和复合填料，微孔曝气管水平设置，所述复合填料包括混合均匀的K3填料和改性聚氨酯泡沫填料，K3填料和改性聚氨酯泡沫填料的堆积体积比为3：1；微孔曝气管通过通气管连接有空气泵，壳体底部与蠕动泵出口相连接，蠕动泵的进口连接有原液池；壳体与复合填料顶端之间设有出液口。本发明还公开了使用上述复合填料柱的嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法，以及使用上述复合填料柱机构的混合矿吨级柱浸浸出液的处理方法。本发明可对Fe³⁺再生池进行升级改造，复合填料柱机构对酸性柱浸浸出液的Fe²⁺具有较好的氧化效果，对各浓度区间的亚铁同样具有稳定的氧化效果。

技术领域

本发明涉及嗜酸性氧化亚铁细菌的固定技术。

背景技术

作为一种主要的嗜酸性氧化亚铁细菌，嗜酸性氧化亚铁硫杆菌是一类嗜酸，化能自养，革兰氏阴性细菌；最适生长温度30℃，最适pH为1.8；可氧化二价铁、非+6价硫、氢和甲酸盐，主要的应用价值为铁和硫的氧化功能。因独特的铁和硫氧化性质，其在生物浸矿、废旧线路板铜浸出、剩余污泥生物淋滤、改善市政污泥脱水性能和烟气脱硫等方向均有广泛应用。

采用适宜的生物膜反应器固定嗜酸性氧化亚铁微生物，可获得稳定、高效的铁和硫氧化效果。生物膜反应器固定嗜酸性氧化亚铁硫杆菌主要有两种菌落固定形式：（1）多孔填料的细菌内部固定，已用载体包括聚氨酯泡沫填料、火山岩等；（2）依靠胞外聚合物和黄铁钒吸附胶连的表面固定，已用载体包括软性填料等。

黄铁钒是酸性铁氧化系统中不可避免的产物，不管是内部固定，还是表面固定，黄铁钒在系统运行初期对细菌的生长和富集都有较好的促进作用。首先，对于内部固定模式来说，系统启动时间相对较短，但长期运行或系统中铁浓度升高均会带来大量的黄铁钒沉淀，堵塞填料空隙，限制系统的铁氧化能力。其次，对于表面固定系统来说，系统启动时间相对较长，同时环境因素易于限制系统活性，有毒有害元素的进入、温度骤降、曝气供氧骤停或者底物不足等，都将导致系统活性受到显著抑制，且活性恢复期长达10天以上。因此，上述两种方式均存在缺点和不足。

针对前述问题，本发明提供了一种嗜酸性氧化亚铁细菌内部固定和表面固定结合的方法，既解决黄铁钒堵塞空隙降低系统容积效能的问题，又解决表面固定存在的稳定性和恢复周期长的问题。本方法既可采用氧化槽形式，又可采用氧化柱形式，还可直接应用于现有生产装置的改造和升级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合填料柱机构，进行嗜酸性氧化亚铁细菌挂膜后兼有内部固定和表面固定的优点。

为实现上述目的，本发明的复合填料柱机构包括壳体和蠕动泵，壳体内由下至上设有环形微孔曝气管和复合填料，微孔曝气管水平设置，所述复合填料包括混合均匀的K3填料和改性聚氨酯泡沫填料，K3填料和改性聚氨酯泡沫填料的堆积体积比为3：1；

微孔曝气管通过通气管连接有空气泵，壳体底部通过管道与蠕动泵出口相连接，蠕动泵的进口通过管道连接有原液池；

复合填料顶端低于壳体顶端，壳体与复合填料顶端之间围成出液腔，出液腔侧壁设有出液口，出液口通过出液管连接有出液池；

出液口处的出液管通过三通接头连接有回流管，回流管与原液池顶部相连接；以液体的流动方向为前向，三通接头前方的出液管上设有第一阀门，三通接头前方的回流管上设有第二阀门。

所述复合填料处的壳体侧壁上下均匀间隔设有若干取样口；所述壳体外设有用于检测pH值的第一酸度计和用于检测氧化还原电位的第二酸度计；第一酸度计和第二酸度计的探头分别伸入壳体内的复合填料内。

本发明的目的还在于提供一种使用上述复合填料柱的嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法，兼有内部固定和表面固定的优点。

为实现上述目的，本发明嗜酸性氧化亚铁细菌的固定化方法依次按以下步骤进行：