电镀污泥中重金属资源化回收方法

发布时间:2018-8-11 16:53:13

  申请日2012.07.12

  公开(公告)日2012.10.10

  IPC分类号C22B1/00; C25C1/08; C25C1/12; C22B3/18

  摘要

  本发明公开了一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,通过筛选和驯化获得能耐高浓度重金属的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌,在一定条件下,将氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌分别与电镀污泥一起搅拌混合,进行生物淋滤分别得到含铜浸出液或者含镍浸出液,对含铜浸出液经除杂后进行电积,可回收得到铜,对含镍浸出液经除杂后进行电积,可回收得到镍。

  权利要求书

  1.一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于包括以下步骤:

  ①电镀污泥的预处理:将待处理的电镀污泥脱水、风干后,过筛网筛滤去除大颗粒物和大沙粒,收集过筛的污泥并置于烘箱中烘干至污泥恒重后,取出将污泥碾磨成粉末,过150目至220目筛,收集过筛粉末待处理;所述电镀污泥为铜含量大于5wt%的含铜电镀污泥,或者是镍含量大于5wt%的含镍电镀污泥;或者是铜含量和镍含量均大于5%的含铜镍电镀污泥;

  ②硫杆菌菌体的准备:将驯化、分离及纯化后的硫杆菌在培养液中富集培养,所述硫杆菌为氧化亚铁硫杆菌或氧化硫硫杆菌;

  对于氧化亚铁硫杆菌,培养液为9K培养液,检测富集培养体系的pH值为1..0~2.2时,将上述pH值为1..0~2.2的混合物料离心分离,离心管下层的沉淀即为氧化亚铁硫杆菌菌体,收集菌体;

  对于氧化硫硫杆菌,培养液为Waksman培养液,检测富集培养液体系的pH值为2.0~2.5时,将上述pH值为2.0~2.5的混合物料离心分离,下层的沉淀即为氧化硫硫杆菌菌体,收集菌体;

  ③将步骤②离心收集的硫杆菌菌体和步骤①准备的电镀污泥粉末加入培养液中而获得反应混合物料,所述反应混合物料中电镀污泥的浓度为20~40g/L,转入的硫杆菌菌体质量为培养液的5%~15%;当回收含铜电镀污泥中的铜时,加入的硫杆菌菌体为氧化亚铁硫杆菌菌体,所述培养液为9K培养液;当回收含镍电镀污泥中的镍时,加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体,所述培养液为Waksman培养液;当回收含铜镍电镀污泥中的铜和镍时,加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体,所述培养液为Waksman培养液;

  将反应混合物料于温度26℃~30℃,摇床转速为120~200r/min下进行反应,每天测试混合物料的pH;对于氧化亚铁硫杆菌处理的含铜电镀污泥,混合物料的pH值降到1.5~1.7,停止反应,对反应后的混合物料进行离心分离,提取并收集上层含铜浸出液;对于氧化硫硫杆菌处理的含镍电镀污泥或含铜镍电镀污泥,混合物料的pH值降到2~3,停止反应,对反应后的混合物料进行离心分离,提取并收集上层含镍浸出液或含铜镍浸出液;

  ④浸出液的除杂:将浸出液中的Fe2+和Ca2+去除而得到除杂后的浸出液;

  ⑤电积:对于步骤④除杂后的含铜浸出液,将含铜浸出液转移入电解槽中进行电积,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收;对于步骤④除杂后的含镍浸出液,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收得到单质镍而完成对电镀污泥的资源化回收;

  对于步骤④除杂后的含铜镍浸出液,首先用镍萃取剂将浸出液中的镍萃取出来,分别得到镍萃取液和含铜溶液,对于镍萃取液,用硫酸将镍萃取液中的镍反萃取出来后,转移入电解槽中,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收得到单质镍;对于含铜溶液,将其转移入电解槽中,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收。

  2.根据权利要求1所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于当回收含铜电镀污泥中的铜时,步骤②准备的菌体是氧化亚铁硫杆菌菌体,包括以下步骤:

  (a)培养酸化污泥,取污水处理厂曝气池中的污泥,过滤去除污泥中的毛发、大颗粒物,调节含固率后,从中取污泥到已加入灭菌的9K 培养基的锥形瓶中,于温度28℃~30℃,摇床转速为120~200r/min条件下驯化培养7 d~10 d后得到第一代驯化后的污泥;吸取第一代驯化后的污泥接种到新鲜的灭菌的9K培养基中,按上述条件培养7 d~10 d 后得到第二代驯化后的污泥,重复上述步骤直至驯化后的污泥pH降到2.0以下而获得酸化污泥;上述驯化过程中,每增加一代污泥的驯化,所用的培养基中FeSO4·7H2O的浓度相比上一代增加1g/L;

  (b)污泥耐重金属的驯化培养,取步骤(a)获得的酸化污泥加入到9K培养基中,调节上述物料起始pH值为4.0,所述9K培养基的组成与酸化污泥的驯化终点所用的培养基相同;

  向每一次新鲜配制的上述混合物料中逐次递增加入步骤①准备的含铜电镀污泥粉末,污泥的浓度从0.5g/L开始递增,每一次每天定时测定物料pH值的变化,若在7 d~10 d内pH值降至3.0以下,则将反应物料离心分离,收集下层沉淀,该下层沉淀中包含耐对应浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体;

  待加入一定浓度的电镀污泥后反应物料的pH值不降反升,在7 d~10 d内,pH值上升到7.0以上,则能耐前一次浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体为能耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体;

  (c)取步骤(b)离心收集的包含耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体的沉淀于9K培养基中富集培养9~10天后分离、纯化再富集完成氧化亚铁硫杆菌菌体的准备。

  3.根据权利要求1所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于当回收含镍电镀污泥中的镍或者含铜镍电镀污泥中的铜和镍时,步骤②准备的菌体是氧化硫硫杆菌菌体,包括以下步骤:

  (a)培养酸化污泥,取污水处理厂曝气池中的污泥,过滤去除污泥中的毛发、大颗粒物,调节含固率后,从中取污泥到已加入灭菌的Waksman培养基的锥形瓶中,于温度28℃~30℃,摇床转速为120~200r/min条件下驯化培养7 d~10 d后得到第一代驯化后的污泥;吸取第一代驯化后的污泥接种到新鲜的灭菌的Waksman培养基中,按上述条件培养7 d~10 d 后得到第二代驯化后的污泥,重复上述步骤直至驯化后的污泥pH降到2.5以下而获得酸化污泥;

  (b)污泥耐重金属的驯化培养,取步骤(a)获得的酸化污泥加入到Waksman培养基中,调节上述物料起始pH值为4.0;

  向每一次新鲜配制的上述混合物料中递增加入步骤①准备的含镍电镀污泥粉末或含铜镍电镀污泥粉末,污泥的浓度从0.5g/L开始逐次递增,每一次每天定时测定物料pH值的变化,在7 d~10 d内,pH值降至3.0以下,将反应物料离心分离,收集下层沉淀,该下层沉淀中包含耐对应浓度的电镀污泥的氧化硫硫杆菌菌体;

  待加入一定浓度的电镀污泥后反应物料的pH值不降反升,在7 d~10 d内,pH值上升到7.0以上,则能耐前一次浓度的电镀污泥的氧化硫硫杆菌菌体为能耐最高浓度电镀污泥的氧化硫硫杆菌菌体;

  (c)取步骤(b)离心收集的包含耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体的沉淀于Waksman培养基中富集培养9~10天后分离、纯化再富集完成氧化硫硫杆菌菌体的准备。

  4.根据权利要求1所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于:当回收含铜电镀污泥中的铜时,步骤④的除杂是将步骤③得到的含铜浸出液中的铁、钙等杂质去除;除杂时先加热浸出液,加入过量氯酸钠,使Fe2+完全氧化生成Fe3+;再向浸出液中加入过量氢氧化钠使Fe3+与氢氧根粒子结合生成氢氧化铁沉淀;将氢氧化铁沉淀过滤后,向滤液中加入过量氟化钠,滤液中生成氟化钙沉淀后再次过滤去除氟化钙,得到的滤液即为除杂后的含铜浸出液。

  5.根据权利要求1所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于:当回收含镍电镀污泥中的镍时,步骤④的除杂是将步骤③得到的含镍浸出液中的钙杂质去除,除杂时向浸出液中加入过量氟化钠,通入蒸汽使浸出液加热至58℃~65℃,浸出液中的氟化钙沉淀后过滤去除,得到的滤液即为除杂后的含镍浸出液。

  6.一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于包括以下步骤:

  ①电镀污泥的预处理:将待处理的电镀污泥脱水、风干后,过筛网筛滤去除大颗粒物和大沙粒,收集过筛的污泥并置于烘箱中烘干至污泥恒重后,取出将污泥碾磨成粉末,过150目至220目筛,收集过筛粉末待处理;所述电镀污泥为铜含量大于5wt%的含铜电镀污泥,或者是镍含量大于5wt%的含镍电镀污泥;或者是铜含量和镍含量均大于5%的含铜镍电镀污泥;②菌体的准备:将驯化、分离及纯化后的菌体在培养液中富集培养,所述菌体包括氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和异氧菌菌体;

  对于氧化亚铁硫杆菌,培养液为9K培养液,检测富集培养体系的pH值为1..0~2.2时,将上述pH值为1..0~2.2的混合物料离心分离,离心管下层的沉淀即为氧化亚铁硫杆菌菌体,收集菌体;

  对于氧化硫硫杆菌,培养液为Waksman培养液,检测富集培养液体系的pH值为2.0~2.5时,将上述pH值为2.0~2.5的混合物料离心分离,下层的沉淀即为氧化硫硫杆菌菌体,收集菌体;

  所述异氧菌菌体是用生活污水在28℃~30℃,摇床转速为120~200r/min下富集培养异氧菌3~5天后,将培养液离心分离,收集下层沉淀获得菌体;

  ③将氧化亚铁硫杆菌菌体、氧化硫硫杆菌菌体和异氧菌菌体混合均匀后,加入培养液中,再将步骤①准备的电镀污泥粉末加入培养液中获得反应混合物料,所述反应混合物料中电镀污泥的浓度为20~40g/L;

  将反应混合物料于温度26℃~30℃,摇床转速为120~200r/min下进行反应,5至6天反应后停止反应;对反应后的混合物料进行离心分离,提取并收集上层浸出液;

  ④浸出液的除杂:将浸出液中的Fe2+和Ca2+去除而得到除杂后的浸出液;

  ⑤电积:将步骤④除杂后的浸出液转移入电解槽中进行电积,对于处理含铜电镀污泥得到的含铜浸出液,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜,对于处理含镍电镀污泥得到的含镍浸出液,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收单质镍;对于处理含铜镍电镀污泥得到的含铜镍浸出液,首先用镍萃取剂将浸出液中的镍萃取出来,分别得到镍萃取液和含铜溶液,对于镍萃取液,用硫酸将镍萃取液中的镍反萃取出来后,转移入电解槽中,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收得到单质镍;对于含铜溶液,将其转移入电解槽中,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收。

  7.根据权利要求6所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于步骤③中的培养液由活性污泥上清液、单质硫和硫酸亚铁溶液混匀而得到,其中活性污泥上清液的体积分数为40%~60%,单质硫的浓度为8~12g/L,硫酸亚铁的浓度为8~12wt%;所述活性污泥上清液是从城市污水厂的曝气池中取污泥,经过滤去除毛发、大颗粒物后,离心分离后提取的上清液即为活性污泥上清液。

  8.根据权利要求6所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,其特征在于步骤③中氧化亚铁硫杆菌菌体、氧化硫硫杆菌菌体和异氧菌菌体按照(1.8~2.2)∶(1.8~2.2)∶1的质量比混合均匀。

  说明书

  资源化回收电镀污泥中的重金属的方法

  技术领域

  本发明涉及一种电镀污泥中金属的回收方法,具体涉及一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法。

  背景技术

  电镀是当今全球三大污染工业之一。据不完全统计,全国电镀企业超过1万多家,电镀行业每年排出的电镀废水约有40亿立方米。如此大量的电镀废水,经化学方法处理后产生的是具有大量重金属(重金属一般是指密度大于等于5的金属,具体是指元素周期表中原子序数在24以上的金属)的电镀污泥。这些电镀污泥含量最大的重金属一般是Cu、Ni、Zn、Cr和Fe五种。电镀污泥中重金属含量高,因此被国家名列为危险废物。但同时电镀污泥富含大量金属资源,等同于低品位矿石,如电镀污泥中铜和镍的含量相对较高,当电镀污泥中的铜含量大于5wt%时,该电镀污泥称为含铜电镀污泥,具有回收价值;当电镀污泥中的镍含量大于5wt%以上,该电镀污泥称为含镍电镀污泥,具有较高的回收价值;当电镀污泥中的铜含量大于5wt%且镍含量大于5wt%时,该电镀污泥称为含铜镍电镀污泥,其中的铜和镍均具有回收价值。

  电镀污泥回收重金属的第一步是浸出工艺,利用无机酸或有机络合剂如 HNO3、HCl、EDTA 等处理电镀污泥的化学浸出重金属的方法,虽能在短时间内浸出重金属,但耗酸较大、处理费较高,操作过程中产生的酸雾污染较大,工人操作环境较差。

  起源于微生物湿法冶金的生物淋滤法(Bioleaching)可将电镀污泥中的重金属淋滤到液相中,它利用嗜酸微生物如氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌使电镀污泥中的金属溶入到浸出液中。重金属去除的基本原理是通过该菌的生物氧化作用及其产生的低pH环境使以难溶形态存在的重金属溶出进入水相,再通过固液分离将重金属从污泥中去除。该技术最早应用于利用细菌处理低品位、分散、难处理的矿藏,称为生物浸矿或生物湿法冶金。近20年来,已被广泛应用于提取贫矿,废矿,尾矿中金、铜等金属,但在电镀污泥的重金属回收方面的应用还鲜见报道。

  中国专利文献CN 101705358(申请号 200910238478.7)公开了一种生物淋滤浸取电解锰渣中锰的方法,该方法将电解锰渣依次经过烘干、研磨、过筛,得到废旧电解锰渣材料;然后在容器中培养菌种,进行摇床培养,待培养10天左右投加电解锰渣材料进行生物淋滤,淋滤10天后,重金属由固相进入液相,过滤除去废渣得到含有重金属的生物淋滤液。

  该方法虽然提出用生物淋滤的方法浸取锰渣中的锰,但是并未公开如何在生物淋滤中处理电解锰渣材料从而回收得到锰,因此其实质上还只能算是锰渣中的锰的去除方法。

  发明内容

  本发明所要解决的技术问题是提供一种资源化回收电镀污泥中的重金属铜和镍的方法。

  实现本发明目的的技术方案是一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,包括以下步骤:

  ①电镀污泥的预处理:将待处理的电镀污泥脱水、风干后,过筛网筛滤去除大颗粒物和大沙粒,收集过筛的污泥并置于烘箱中烘干至污泥恒重后,取出将污泥碾磨成粉末,过150目至220目筛,收集过筛粉末待处理;所述电镀污泥为铜含量大于5wt%的含铜电镀污泥,或者是镍含量大于5wt%的含镍电镀污泥;或者是铜含量和镍含量均大于5%的含铜镍电镀污泥。

  ②硫杆菌菌体的准备:将驯化、分离及纯化后的硫杆菌在培养液中富集培养,所述硫杆菌为氧化亚铁硫杆菌或氧化硫硫杆菌。

  对于氧化亚铁硫杆菌,培养液为9K培养液,检测富集培养体系的pH值为1..0~2.2时,将上述pH值为1..0~2.2的混合物料离心分离,离心管下层的沉淀即为氧化亚铁硫杆菌菌体,收集菌体。

  对于氧化硫硫杆菌,培养液为Waksman培养液,检测富集培养液体系的pH值为2.0~2.5时,将上述pH值为2.0~2.5的混合物料离心分离,下层的沉淀即为氧化硫硫杆菌菌体,收集菌体。

  ③将步骤②离心收集的硫杆菌菌体和步骤①准备的电镀污泥粉末加入培养液中而获得反应混合物料,所述反应混合物料中电镀污泥的浓度为20~40g/L,转入的硫杆菌菌体质量为培养液的5%~15%;当回收含铜电镀污泥中的铜时,加入的硫杆菌菌体为氧化亚铁硫杆菌菌体,所述培养液为9K培养液;当回收含镍电镀污泥中的镍时,加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体,所述培养液为Waksman培养液;当回收含铜镍电镀污泥中的铜和镍时,加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体,所述培养液为Waksman培养液。

  将反应混合物料于温度26℃~30℃,摇床转速为120~200r/min下进行反应,每天测试混合物料的pH;对于氧化亚铁硫杆菌处理的含铜电镀污泥,混合物料的pH值降到1.5~1.7,停止反应,对反应后的混合物料进行离心分离,提取并收集上层含铜浸出液;对于氧化硫硫杆菌处理的含镍电镀污泥或含铜镍电镀污泥,混合物料的pH值降到2~3,停止反应,对反应后的混合物料进行离心分离,提取并收集上层含镍浸出液或含铜镍浸出液。

  ④浸出液的除杂:将浸出液中的Fe2+和Ca2+去除而得到除杂后的浸出液。

  ⑤电积:对于步骤④除杂后的含铜浸出液,将含铜浸出液转移入电解槽中进行电积,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收;对于步骤④除杂后的含镍浸出液,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收得到单质镍而完成对电镀污泥的资源化回收。

  对于步骤④除杂后的含铜镍浸出液,首先用镍萃取剂将浸出液中的镍萃取出来,分别得到镍萃取液和含铜溶液,对于镍萃取液,用硫酸将镍萃取液中的镍反萃取出来后,转移入电解槽中,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收得到单质镍;对于含铜溶液,将其转移入电解槽中,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收。

  当回收含铜电镀污泥中的铜时,步骤②准备的菌体是氧化亚铁硫杆菌菌体,包括以下步骤:

  (a)培养酸化污泥,取污水处理厂曝气池中的污泥,过滤去除污泥中的毛发、大颗粒物,调节含固率后,从中取污泥到已加入灭菌的9K 培养基的锥形瓶中,于温度28℃~30℃,摇床转速为120~200r/min条件下驯化培养7 d~10 d后得到第一代驯化后的污泥;吸取第一代驯化后的污泥接种到新鲜的灭菌的9K培养基中,按上述条件培养7 d~10 d 后得到第二代驯化后的污泥,重复上述步骤直至驯化后的污泥pH降到2.0以下而获得酸化污泥;上述驯化过程中,每增加一代污泥的驯化,所用的培养基中FeSO4·7H2O的浓度相比上一代增加1g/L。

  (b)污泥耐重金属的驯化培养,取步骤(a)获得的酸化污泥加入到9K培养基中,调节上述物料起始pH值为4.0,所述9K培养基的组成与酸化污泥的驯化终点所用的培养基相同。

  向每一次新鲜配制的上述混合物料中逐次递增加入步骤①准备的含铜电镀污泥粉末,污泥的浓度从0.5g/L开始递增,每一次每天定时测定物料pH值的变化,若在7 d~10 d内pH值降至3.0以下,则将反应物料离心分离,收集下层沉淀,该下层沉淀中包含耐对应浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体。

  待加入一定浓度的电镀污泥后反应物料的pH值不降反升,在7 d~10 d内,pH值上升到7.0以上,则能耐前一次浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体为能耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体。

  (c)取步骤(b)离心收集的包含耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体的沉淀于9K培养基中富集培养9~10天后分离、纯化再富集完成氧化亚铁硫杆菌菌体的准备。

  当回收含镍电镀污泥中的镍或者含铜镍电镀污泥中的铜和镍时,步骤②准备的菌体是氧化硫硫杆菌菌体,包括以下步骤:

  (a)培养酸化污泥,取污水处理厂曝气池中的污泥,过滤去除污泥中的毛发、大颗粒物,调节含固率后,从中取污泥到已加入灭菌的Waksman培养基的锥形瓶中,于温度28℃~30℃,摇床转速为120~200r/min条件下驯化培养7 d~10 d后得到第一代驯化后的污泥;吸取第一代驯化后的污泥接种到新鲜的灭菌的Waksman培养基中,按上述条件培养7 d~10 d 后得到第二代驯化后的污泥,重复上述步骤直至驯化后的污泥pH降到2.5以下而获得酸化污泥。

  (b)污泥耐重金属的驯化培养,取步骤(a)获得的酸化污泥加入到Waksman培养基中,调节上述物料起始pH值为4.0。

  向每一次新鲜配制的上述混合物料中递增加入步骤①准备的含镍电镀污泥粉末或含铜镍电镀污泥,污泥的浓度从0.5g/L开始逐次递增,每一次每天定时测定物料pH值的变化,在7 d~10 d内,pH值降至3.0以下,将反应物料离心分离,收集下层沉淀,该下层沉淀中包含耐对应浓度的电镀污泥的氧化硫硫杆菌菌体。

  待加入一定浓度的电镀污泥后反应物料的pH值不降反升,在7 d~10 d内,pH值上升到7.0以上,则能耐前一次浓度的电镀污泥的氧化硫硫杆菌菌体为能耐最高浓度电镀污泥的氧化硫硫杆菌菌体。

  (c)取步骤(b)离心收集的包含耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体的沉淀于Waksman培养基中富集培养9~10天后分离、纯化再富集完成氧化硫硫杆菌菌体的准备。

  当回收含铜电镀污泥中的铜时,步骤④的除杂是将步骤③得到的含铜浸出液中的铁、钙等杂质去除;除杂时先加热浸出液,加入过量氯酸钠,使Fe2+完全氧化生成Fe3+;再向浸出液中加入过量氢氧化钠使Fe3+与氢氧根粒子结合生成氢氧化铁沉淀;将氢氧化铁沉淀过滤后,向滤液中加入过量氟化钠,滤液中生成氟化钙沉淀后再次过滤去除氟化钙,得到的滤液即为除杂后的含铜浸出液。

  当回收含镍电镀污泥中的镍时,步骤④的除杂是将步骤③得到的含镍浸出液中的钙杂质去除,除杂时向浸出液中加入过量氟化钠,通入蒸汽使浸出液加热至58℃~65℃,浸出液中的氟化钙沉淀后过滤去除,得到的滤液即为除杂后的含镍浸出液。

  一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法,包括以下步骤:

  ①电镀污泥的预处理:将待处理的电镀污泥脱水、风干后,过筛网筛滤去除大颗粒物和大沙粒,收集过筛的污泥并置于烘箱中烘干至污泥恒重后,取出将污泥碾磨成粉末,过150目至220目筛,收集过筛粉末待处理;所述电镀污泥为铜含量大于5wt%的含铜电镀污泥,或者是镍含量大于5wt%的含镍电镀污泥;或者是铜含量和镍含量均大于5%的含铜镍电镀污泥。

  ②菌体的准备:将驯化、分离及纯化后的菌体在培养液中富集培养,所述菌体包括氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和异氧菌菌体。

  对于氧化亚铁硫杆菌,培养液为9K培养液,检测富集培养体系的pH值为1..0~2.2时,将上述pH值为1..0~2.2的混合物料离心分离,离心管下层的沉淀即为氧化亚铁硫杆菌菌体,收集菌体。

  对于氧化硫硫杆菌,培养液为Waksman培养液,检测富集培养液体系的pH值为2.0~2.5时,将上述pH值为2.0~2.5的混合物料离心分离,下层的沉淀即为氧化硫硫杆菌菌体,收集菌体。

  所述异氧菌菌体是用生活污水在28℃~30℃,摇床转速为120~200r/min下富集培养异氧菌 3~5天后,将培养液离心分离,收集下层沉淀获得菌体。

  ③将氧化亚铁硫杆菌菌体、氧化硫硫杆菌菌体和异氧菌菌体混合均匀后,加入培养液中,再将步骤①准备的电镀污泥粉末加入培养液中获得反应混合物料,所述反应混合物料中电镀污泥的浓度为20~40g/L。

  将反应混合物料于温度26℃~30℃,摇床转速为120~200r/min下进行反应,5至6天反应后停止反应;对反应后的混合物料进行离心分离,提取并收集上层浸出液;

  ④浸出液的除杂:将浸出液中的Fe2+和Ca2+去除而得到除杂后的浸出液。

  ⑤电积:将步骤④除杂后的浸出液转移入电解槽中进行电积,对于处理含铜电镀污泥得到的含铜浸出液,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜,对于处理含镍电镀污泥得到的含镍浸出液,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收单质镍;对于处理含铜镍电镀污泥得到的含铜镍浸出液,首先用镍萃取剂将浸出液中的镍萃取出来,分别得到镍萃取液和含铜溶液,对于镍萃取液,用硫酸将镍萃取液中的镍反萃取出来后,转移入电解槽中,使用钛板做阳极,镍板做阴极电积回收得到单质镍;对于含铜溶液,将其转移入电解槽中,使用钛板做阳极,铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收。

  上述步骤③中的培养液由活性污泥上清液、单质硫和硫酸亚铁溶液混匀而得到,其中活性污泥上清液的体积分数为40%~60%,单质硫的浓度为8~12g/L,硫酸亚铁的浓度为8~12wt%;所述活性污泥上清液是从城市污水厂的曝气池中取污泥,经过滤去除毛发、大颗粒物后,离心分离后提取的上清液即为活性污泥上清液。

  上述步骤③中氧化亚铁硫杆菌菌体、氧化硫硫杆菌菌体和异氧菌菌体按照(1.8~2.2)∶(1.8~2.2)∶1的质量比混合均匀。

  本发明具有积极的效果:对于生物淋滤法,要使该法中使用的硫杆菌适应含高浓度重金属的环境,必须经过驯化步骤,一旦硫杆菌不能够适应含高浓度重金属的环境而死亡,整个生物淋滤过程将无法进行下去,因而本发明通过筛选和驯化获得能耐高浓度重金属的硫杆菌,将硫杆菌与电镀污泥一起搅拌混合,进行生物淋滤,经过数天后,电镀污泥中的重金属铜的浸出率达到96%,镍的浸出率为91%;然后对含铜浸出液经除杂后进行电积,回收得到单质铜,对含镍浸出液除杂后电积回收得到金属镍。

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