申请日2016.09.30
公开(公告)日2017.03.08
IPC分类号C02F11/02; C02F11/18; C02F11/12; C12N1/20; C12R1/01; C02F101/22; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法，包括如下步骤：1)将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，加热，沉降，弃上清液，获得混合污泥;2)氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养，接种到混合污泥中，加入FeSO4，培养，获得接种母液，将接种母液接种到混合污泥中即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液;3)用氧化亚铁酸硫杆菌接种液，接种到混合污泥中，加入FeSO4，调节pH，控制溶解氧淋滤培养;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥和含有Cr和Cu的水相。本发明的方法利用热水解预处理污泥，加速污泥水解，改善污泥流动性，增大淋滤过程中污泥体系的传质速度，可同时去除污泥中Cr和Cu。
权利要求书
1.一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法，其特征是包括如下步骤：
1)污泥的准备：将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，85-95℃加热1-2小时，停止搅拌，沉降2-5小时，弃上清液，获得含固率4%-6%的混合污泥;
2)菌接种液的配制：挑取氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养至菌体浓度达到108-109cfu/mL，按体积比10%-20%接种到步骤(1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为6.0-10.0g/L，置于28-32℃，在搅拌下，培养3-4天，获得接种母液，将所述接种母液按体积比10%-20%接种到步骤(1)获得的混合污泥中至菌体浓度达到108-109cfu/mL，即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液;
3)用步骤2)获得的氧化亚铁酸硫杆菌接种液，按体积比10%-20%接种到步骤1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为6.0-10.0g/L，调节pH至4.0-7.0，溶解氧控制在3.0-5.0mg/L，在25-32℃下淋滤培养7-10天;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥和含有Cr和Cu的水相。
2.根据权利要求1所述的的方法，其特征是步骤1)污泥的准备为：将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，90℃加热1.5小时，停止搅拌，沉降4小时，弃上清液，获得含固率4%-6%的混合污泥。
3.根据权利要求1所述的的方法，其特征是步骤2)菌接种液的配制为：挑取氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养至菌体浓度达到108-109cfu/mL，按体积比15%接种到步骤(1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为8.0g/L的，置于30℃，在搅拌下，培养3.5天，获得接种母液，将所述接种母液按体积比15%接种到步骤(1)获得的混合污泥中至菌体浓度达到108-109cfu/mL，即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液。
4.根据权利要求1所述的的方法，其特征是步骤3)为：用步骤2)获得的氧化亚铁酸硫杆菌接种液，按体积比15%接种到步骤1)获得的污泥中，加入FeSO4使浓度为8.0g/L，调节pH至6.0，溶解氧控制在4.0mg/L，在28℃下淋滤培养9天;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥，和含有Cr和Cu的水相。
说明书
采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法
技术领域
本发明涉及城市污水处理厂污泥中重金属的去除方法，尤其是涉及一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法。
背景技术
活性污泥法是城市污水处理过程中普遍采用的生物方法。污泥是城市污水处理厂水处理的必然产物。随着经济增长、人口增加和城市化进程的不断推进，城市用水量持续增长，与此同时城市污水处理厂污泥的产量也将大量产生，如何对其进行资源化、无害化处理成为亟待解决的问题。
鉴于污泥中含有与有机肥相当量的氮(N)、磷(P)等营养物质，将其作为肥料、土壤改良剂或是绿化用土可以有效处置大量的污泥，实现污泥资源化利用。但是污泥中还含有一定量的重金属等有害物质，成为限制污泥土地利用的最主要因素，降低或去除污泥中重金属元素成为污泥资源化利用的关键。
生物淋滤是指微生物直接或间接作用(淋滤菌代谢产物)氧化、还原、络合、吸附或其溶解作用将固相重金属(厌氧消化污泥中重金属大部分以稳定态硫化物存在)分离浸提出来的工艺。可用来进行微生物淋滤的细菌中广泛应用的是氧化亚铁酸硫杆菌和氧化硫硫杆菌。污泥中一般存在多种有害重金属元素，而现有技术多限于对污泥中单一重金属元素的去除。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法，包括如下步骤：
1)污泥的准备：将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，85-95℃加热1-2小时，停止搅拌，沉降2-5小时，弃上清液，获得含固率4%-6%的混合污泥;
2)菌接种液的配制：挑取氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养至菌体浓度达到108-109cfu/mL，按体积比10%-20%接种到步骤(1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为6.0-10.0g/L，置于28-32℃，在搅拌下，培养3-4天，获得接种母液，将所述接种母液按体积比10%-20%接种到步骤(1)获得的混合污泥中至菌体浓度达到108-109cfu/mL，即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液;
3)用步骤2)获得的氧化亚铁酸硫杆菌接种液，按体积比10%-20%接种到步骤1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为6.0-10.0g/L，调节pH至4.0-7.0，溶解氧控制在3.0-5.0mg/L，在25-32℃下淋滤培养7-10天;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥和含有Cr和Cu的水相。
步骤1)污泥的准备优选为：将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，90℃加热1.5小时，停止搅拌，沉降4小时，弃上清液，获得含固率4%-6%的混合污泥。
步骤2)菌接种液的配制优选为：挑取氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养至菌体浓度达到108-109cfu/mL，按体积比15%接种到步骤(1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为8.0g/L的，置于30℃，在搅拌下，培养3.5天，获得接种母液，将所述接种母液按体积比15%接种到步骤(1)获得的混合污泥中至菌体浓度达到108-109cfu/mL，即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液。
步骤3)优选为：用步骤2)获得的氧化亚铁酸硫杆菌接种液，按体积比15%接种到步骤1)获得的污泥中，加入FeSO4使浓度为8.0g/L，调节pH至6.0，溶解氧控制在4.0mg/L，在28℃下淋滤培养9天;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥，和含有Cr和Cu的水相。
本发明的优点：利用热水解预处理污泥，加速污泥水解，改善污泥流动性，增大淋滤过程中污泥体系的传质速度，可同时去除污泥中的Cr和Cu。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
9K培养基的配方：
将(NH4)2SO43.0g，MgSO40.25g，KCl 0.1g，KH2PO40.5g，Ca(NO3)20.01g，加超纯水至700mL，调pH到2.0经121℃高温灭菌20min，得9K培养基A液;
将FeSO444.3g加超纯水至300mL，调pH到2.0，并用0.22μm水系膜过滤后，得9K培养基B液;
将9K培养基A和9K培养基B液混合制成9K培养基。
本发明各实施例使用的氧化亚铁酸硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)CGMCC No 1.6369，购于中国普通微生物菌种保藏管理中心。
实施例1
一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法，包括如下步骤：
1)污泥的准备：将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，90℃加热1.5小时，停止搅拌，沉降4小时，弃上清液，获得含固率5%的混合污泥;
2)菌接种液的配制：挑取氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养至菌体浓度达到108-109cfu/mL，按体积比15%接种到步骤(1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为8.0g/L，置于30℃，在搅拌下，培养3.5天，获得接种母液，将所述接种母液按体积比15%接种到步骤(1)获得的混合污泥中至菌体浓度达到108-109cfu/mL，即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液;
3)用步骤2)获得的氧化亚铁酸硫杆菌接种液，按体积比15%接种到步骤1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为8.0g/L，调节pH至6.0，溶解氧控制在4.0mg/L，在28℃下淋滤培养8天;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥和含有Cr和Cu的水相。
分别测定水相与污泥中的重金属浓度，污泥中重金属Cr和Cu的去除率分别达到78.5%和53.2%。
实施例2
一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法，包括如下步骤：
1)污泥的准备：将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，85℃加热2小时，停止搅拌，沉降5小时，弃上清液，获得含固率4%的混合污泥;
2)菌接种液的配制：挑取氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养至菌体浓度达到108-109cfu/mL，按体积比10%接种到步骤(1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为6.0g/L，置于28℃，在搅拌下，培养4天，获得接种母液，将所述接种母液按体积比10%接种到步骤(1)获得的混合污泥中至菌体浓度达到108-109cfu/mL，即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液;
3)用步骤2)获得的氧化亚铁酸硫杆菌接种液，按体积比10%接种到步骤1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为6.0g/L，调节pH至4.0，溶解氧控制在3.0mg/L，在25℃下淋滤培养10天;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥和含有Cr和Cu的水相。
分别测定水相与污泥中的重金属浓度，污泥中重金属Cr和Cu的去除率分别达到79.5%和55.2%。
实施例3
一种采用氧化亚铁酸硫杆菌同时去除污泥中Cr和Cu的方法，包括如下步骤：
1)污泥的准备：将城市污水处理厂浓缩池收集的混合污泥，在搅拌下，95℃加热1小时，停止搅拌，沉降2小时，弃上清液，获得含固率6%的混合污泥;
2)菌接种液的配制：挑取氧化亚铁酸硫杆菌于9K培养基中培养至菌体浓度达到108-109cfu/mL，按体积比20%接种到步骤(1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为10.0g/L，置于32℃，在搅拌下，培养3天，获得接种母液，将所述接种母液按体积比20%接种到步骤(1)获得的混合污泥中至菌体浓度达到108-109cfu/mL，即为氧化亚铁酸硫杆菌接种液;
3)用步骤2)获得的氧化亚铁酸硫杆菌接种液，按体积比20%接种到步骤1)获得的混合污泥中，加入FeSO4使浓度为10.0g/L，调节pH至7.0，溶解氧控制在5.0mg/L，在32℃下淋滤培养7天;固液分离，得到Cr和Cu含量降低的污泥和含有Cr和Cu的水相。
分别测定水相与污泥中的重金属浓度，污泥中重金属Cr和Cu的去除率分别达到75.5%和52.3%。