[发明专利]一种基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法

说明书

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法，包括以下步骤：1)以市政污水厂二沉池回流污泥作为反硝化菌群接种来源，在序批式反应器中，采用生物膜载体，通过有机培养液培养反硝化生物膜系统；2)将含铬废水与含硝酸盐废水混合后导入所述序批式反应器中，运行至所述序批式反应器其出水六价铬浓度低于进水六价铬浓度的10％；3)继续以步骤2)的工况运行至出水稳定，取出所述生物膜载体，对所述生物膜载体进行振荡、过滤、干燥，得到金属铬回收物。相比于现有技术，本发明的方法高效节能且无二次污染。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法。

背景技术

工业生产活动，如电镀、皮革等产生的废水中含有大量的金属铬。虽然金属铬可以以九种价态存在，但是自然界中金属铬主要以六价铬(Cr(VI))和三价铬(Cr(III))存在。其中，由于六价铬化合物具有很强的致癌、致畸、致突变性，因此将废水中六价铬还原为毒性较弱的三价铬成为含铬废水处理的关键。另一方面，自然资源和矿产资源的枯竭使得矿产资源回收逐渐被人们所关注。加之我国铬铁矿储能产能均偏低，80％依赖进口。所以，如何处理并回收废水中的金属铬成为含铬废水领域研究的重点。

目前，六价铬废水常用物理化学法处理回收，主要包括化学还原法、电解法和膜分离法。但处理费用大、能量消耗多、二次污染严重是物理化学法回收铬面临的主要问题。除了物理化学法，生物法在去除六价铬领域也有诸多研究成果，菌株如无色杆菌、芽孢杆菌、假单胞杆菌、脱硫弧菌等均具备生物还原六价铬的能力。脱硫细菌的间接还原以及生物电化学等也在废水除铬中取得一定成果。但面向生物回收金属铬的技术还尚匮乏。

因此，开发一种能高效节能地处理并回收含铬废水中金属铬的生物技术具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法，高效节能且无二次污染。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法，包括以下步骤：

1)以市政污水厂二沉池回流污泥作为反硝化菌群接种来源，在序批式反应器中，采用生物膜载体，通过有机培养液培养反硝化生物膜系统；

2)将含铬废水与含硝酸盐废水混合后导入所述序批式反应器中，运行至所述序批式反应器其出水六价铬浓度低于进水六价铬浓度的10％；

3)继续以步骤2)的工况运行至出水稳定，取出所述生物膜载体，对所述生物膜载体进行振荡、过滤、干燥，得到金属铬回收物。

作为本发明所述的基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法的一种改进，步骤1)中，所述序批式反应器的水力停留时间为4～8h，换水率为50％。

作为本发明所述的基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法的一种改进，步骤1)中，所述生物膜载体为边长2～5cm的正方体聚氨酯、长度为5～10cm的绳状聚丙烯纤维或直径为2～5cm的成型生物炭。

作为本发明所述的基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法的一种改进，步骤1)中，所述有机培养液的COD/N值为5～8，所述序批式反应器中MLSS/MLVSS值为0.7～0.8，MLSS维持在3000～4000mg/L。

作为本发明所述的基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法的一种改进，步骤1)中，当所述序批式反应器出水中氨氮、硝氮和亚硝氮三者的去除率均大于90％且COD去除率大于80％时，判定所述反硝化生物膜系统培养完成。

作为本发明所述的基于生物膜反硝化系统的金属铬回收方法的一种改进，步骤2)中，所述反硝化生物膜系统的六价铬负荷维持在5～10mg Cr(VI)/g MLVSS，避免六价铬负荷过大导致反硝化生物膜系统崩溃。