申请日2011.10.20
公开(公告)日2012.05.23
IPC分类号C02F3/34; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种利用硅藻土-细菌复合体处理含铍废水的方法，特别适用于深度处理物化法预处理后的含铍废水。具体方法是：利用改性后的硅藻土使细菌固定化，制得硅藻土-细菌复合体，根据废水中铍含量，以每升废水0.3～0.7g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在200μg/L以下的废水中，曝气3～4小时后，静置沉淀，泥水分离，出水即可达到国家排放标准。本发明具有微生物浓度高，选择性好，能纯化和保持高效菌种，反应迅速，细胞流失少，产泥量少，固液分离效果好，pH值和温度范围宽，处理效果好，出水稳定达标等特点。
权利要求书
1.硅藻土-细菌复合体处理含铍废水的方法，其特征在于：利用改性后的硅藻土使细菌固定化，制得硅藻土-细菌复合体。
2.根据权利要求1所述硅藻土-细菌复合体处理含铍废水的方法，其特征在于所述的硅藻土改性方法为：
(1) 取硅藻土55～100g，加250ml去离子水，用Ca(OH)2/HCl调节土样pH7.0～8.0，补充水至300ml，超声波分散45min，搅拌悬液，再过120目筛，沉降，放入烘箱干燥(55℃～65℃)，过100目筛;
(2) 称取处理后的硅藻土45g加入到480ml碳酸钠溶液中，边搅拌边慢慢加入饱和氯化钙溶液，反应结束后过滤，三者固液质量比为1:11:7，矿浆用去离子水多次洗涤，直至多余的氯离子洗净为止;
(3) 105℃下烘干，再置于250℃马弗炉中烘烤2h，制得改性硅藻土。
3.根据权利要求1所述硅藻土-细菌复合体处理含铍废水的方法，其特征在于所述的硅藻土-细菌的复合体的制备方法为：
(1) 将枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌接种到装有255ml液体培养基的三角瓶中，置于恒温摇床中，在150r/min、22～35℃条件下培养10～14h后，取出，用4000r/min的转速离心15min，弃去上清夜，菌体用无菌水洗涤3～4次后，悬于pH7.0，浓度0.02mol/L的TriS-HCl缓冲液中;
(2) 取改性硅藻土5～10g，在125℃下高压蒸气灭菌30min;
(3) 将灭过菌的改性硅藻土与制备好的复合细菌菌悬液 50ml混合，置于恒温摇床中，调节温度为25～40℃，150r/min充分振荡接触60min，静置30min，滤出颗粒物，用生理盐水洗涤、脱除未牢固吸附的菌体，制得硅藻土-细菌复合体。
说明书
硅藻土-细菌复合体处理含铍废水方法
技术领域
本发明是一种采用硅藻土-细菌复合体处理含铍废水的方法，特别涉及含铍废水的深度处理，属于环境保护中废水处理领域。
技术背景
铍是一种稀有轻金属，广泛应用于原子能、导弹、卫星、宇航器和飞机等领域。含铍废水主要来自冶炼、采矿以及特种材料、无线电器材和仪表零件的生产废水。虽然废水中铍含量小，但铍及其化合物都是剧毒物品，金属铍的毒性相对较小，铍进入人体后，难溶的氧化铍可引起肺炎，可溶性的铍化合物能引起脏器或组织的病变而致癌，而且铍从人体组织中代谢出去的速度缓慢，因此必须严格控制含铍废水的排放。
目前，国内外对含铍废水的处理技术研究相对较少，研究范围也比较窄，工程应用上普遍采用的是物化法。中和-絮凝沉淀-砂滤法可将铍降至10~20μg/L，但废水仍难达到国家污水综合排放标准值5μg/L，需要进一步采用微孔塑料管过滤、吸附或离子交换等深度处理，工艺复杂、成本高、出水达标难。石灰中和沉降处理含铍废水，可使污水中和沉降后的铍含量降至100μg/L。近年来，生物法以其诸多优点，逐渐吸引人们的目光，成为从废水中脱除微量金属和回收贵金属的潜在手段，并将逐渐代替常规的物理化学法。国外现有研究均以单一生物来除去水中铍，处于研究探索阶段，难以满足市场需求。公告号为CN101428931公开了一种生物制剂处理含铍废水的方法，该方法为用氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌复合菌制得的生物制剂深度处理石灰中和后的含铍废水，但菌体机械强度低、密度小、颗粒细，在吸附金属后，存在固液分离困难。
本发明利用硅藻土使细菌固定化，克服了传统物理化学方法工艺复杂、运行不稳定、出水达标难等方面的不足，解决了微生物吸附金属后固液分离难、吸附活性受限制的困难，提供了一种深度处理含铍废水的新思路，具有显著经济和社会效益，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种利用硅藻土-细菌复合体处理含铍废水的方法，本发明具有微生物浓度高，选择性好，能纯化和保持高效菌种，反应迅速，细胞流失少，产泥量少，固液分离效果好，pH值和温度范围宽，处理效果好，出水稳定达标等特点。
硅藻土-细菌复合体处理含铍废水的方法，包括以下步骤：
(1) 利用传统物化法预处理含铍废水
(2) 根据废水中铍含量，改性硅藻土-细菌复合体以每升废水0.3～0.7g的投加量加入到预处理后的废水中，曝气3～4小时;
(3) 静置沉淀，泥水分离，上层清夜直接排放或回用，铍渣可作为其它工业的生产原料出售。
所述的硅藻土改性方法为：
(1) 取硅藻土55～100g，加250ml去离子水，用Ca(OH)2/HCl调节土样pH7.0～8.0，补充水至300ml，超声波分散45min，搅拌悬液，再过120目筛，沉降，放入烘箱干燥(55℃～65℃)，过100目筛;
(2) 称取处理后的硅藻土45g加入到480ml碳酸钠溶液中，边搅拌边慢慢加入饱和氯化钙溶液，反应结束后过滤，三者固液质量比为1:11:7，矿浆用去离子水多次洗涤，直至多余的氯离子洗净为止;
(3) 105℃下烘干，再置于250℃马弗炉中烘烤2h，制得改性硅藻土。
所述的硅藻土-细菌的复合体的制备方法为：
(1) 将枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌接种到装有255ml液体培养基的三角瓶中，置于恒温摇床中，在150r/min、22～35℃条件下培养10～14h后，取出，用4000r/min的转速离心15min，弃去上清夜，菌体用无菌水洗涤3～4次后，悬于pH7.0，浓度0.02mol/L的TriS-HCl缓冲液中;
(2) 取改性硅藻土5～10g，在125℃下高压蒸气灭菌30min;
(3) 将灭过菌的改性硅藻土与制备好的复合细菌菌悬液 50ml混合，置于恒温摇床中，调节温度为25～40℃， 150r/min充分振荡接触60min，静置30min，滤出颗粒物，用生理盐水洗涤、脱除未牢固吸附的菌体，制得硅藻土-细菌复合体。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步详细的描述。
实例1
制备改性硅藻土：
取硅藻土100g，加250ml去离子水，用Ca(OH)2/HCL调节土样pH7.5，补充水至300ml，超声波分散45min，搅拌悬液，再过120目筛，沉降，放入烘箱干燥(55℃～65℃)，过100目筛;称取处理后的硅藻土45g加入到480ml碳酸钠溶液中，边搅拌边慢慢加入饱和氯化钙溶液，反应结束后过滤，矿浆用去离子水多次洗涤，直至多余的氯离子洗净为止;在105℃下烘干，再置于250℃马弗炉中烘烤2h，制得改性硅藻土。
实例2
硅藻土-细菌的复合体的制备：
将枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌接种到装有250ml液体培养基的三角瓶中，置于恒温摇床中，在150r/min、30℃条件下培养12h后，取出，用4000r/min的转速离心15min，弃去上清夜，菌体用无菌水洗涤3～4次后，悬于pH7.0，浓度0.02mol/L的TriS-HCI缓冲液中;取实例1改性硅藻土5g，在125℃下高压蒸气灭菌30min;将灭过菌的改性硅藻土与制备好的复合细菌菌悬液 50ml混合，置于恒温摇床中，调节温度为30℃， 150r/min充分振荡接触60min，静置30min，滤出颗粒物，用生理盐水洗涤、脱除未牢固吸附的菌体，制得硅藻土-细菌复合体。
实例3
将实例2硅藻土-细菌复合体以每升废水0.7g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在200μg/L、pH=8.5、水温为40℃的废水中，曝气4小时后，静置沉淀，泥水分离，废水铍含量降到了4μg/L，低于国家污水综合排放标准值5μg/L。
实例4
将实例2硅藻土-细菌复合体以每升废水0.6g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在140μg/L、pH=10.0、水温为35℃的废水中，曝气4小时后，静置沉淀，泥水分离，废水铍含量降到了2μg/L。
实例5
将实例2硅藻土-细菌复合体以每升废水0.5g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在90μg/L、pH=9、水温为25℃的废水中，曝气3小时后，静置沉淀，泥水分离，废水铍含量降到了1μg/L。
实例6
将实例2硅藻土-细菌复合体以每升废水0.4g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在30μg/L、pH=8.5、水温为20℃的废水中，曝气3小时后，静置沉淀，泥水分离，废水铍含量降到了0.8μg/L。
实例7
将实例2硅藻土-细菌复合体以每升废水0.3g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在10μg/L、pH=7.5、水温为30℃的废水中，曝气4小时后，静置沉淀，泥水分离，处理后废水未检测出铍。