申请日2011.10.20
公开(公告)日2012.05.23
IPC分类号C02F1/58; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种利用生物废渣基深度处理含铍废水的方法，属于环境保护中废水处理领域。具体方法为：取酿造工业产生的废渣，加入2～3倍质量的粉碎作物秸秆，并分别以4～5g/kg的比例加入生石灰，2～3g/kg的比例加入石膏，2～3g/kg的比例加入有机醇，0.5～1g/kg的比例加入有机酸;搅拌，混匀，控制溶解氧0.6～1.0mg/L，pH=7.5～9.5，温度在45～60℃，电势9～-9mV，发酵熟化16～27天，高温灭菌并粉碎处理，制得生物废渣基吸附剂;以0.5～1.5g/L的投加量将生物吸附剂加入到经传统物化法预处理后的含铍废水中，搅拌反应8～16小时，滤除吸附剂，渣水分离，含铍渣回收铍。本发明具有吸附效率高、操作简单方便，成本低，出水稳定达到国家《污水综合排放标准》等特点，拓宽了废水生物处理过程吸附剂的选择范围，保护了环境，实现了废弃物的资源化，具有良好的社会效益和经济效益。
权利要求书
1.一种利用生物废渣基深度处理含铍废水的方法，其特征在于具体方法为：
(1)取酿造工业产生的废渣，加入2～3倍质量的粉碎作物秸秆，并分别以4～5g/kg的比例加入生石灰，2～3g/kg的比例加入石膏，2～3g/kg的比例加入有机醇，0.5～1g/kg的比例加入有机酸;
(2)搅拌，混匀，控制溶解氧0.6～1.0mg/L，pH=7.5～9.5，温度在45～60℃，电势9～-9mV，发酵熟化16～27天，高温灭菌并粉碎处理，制得生物废渣基吸附剂;
(3)以0.5～1.5g/L的投加量将生物吸附剂加入到经传统物化法预处理后的含铍废水中，搅拌反应8～16小时，滤除吸附剂，渣水分离，含铍渣回收铍。
2.根据权利要求1所述的一种利用生物废渣基处理含铍废水的方法，其特征在于：所述作物秸秆可以是小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆。
3.根据权利要求1所述的一种利用生物废渣基处理含铍废水的方法，其特征在于：所述的有机醇为乙醇、乙二醇、辛醇、异丙醇、丙二醇中的一种或两种;所述的有机酸为水杨酸、苹果酸、草酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或两种。
说明书
利用生物废渣基深度处理含铍废水的方法
技术领域
本发明涉及一种利用生物废渣基深度处理含铍废水的方法，具体涉及利用酿造废渣和作物秸秆等通过发酵制得生物废渣基吸附剂处理经传统物化法预处理后的含铍废水的方法，属于环境保护中废水处理领域。
背景技术
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。
目前，工程应用上普遍采用的是物化法。物化法是利用碱中和，以氢氧化铍的形式去除废水中的铍。有研究表明石灰中和沉降处理含铍废水，pH控制在8～10时，可使污水中和沉降后的铍含量降至100μg/L。中和-絮凝沉淀-砂滤法可将铍降至10～20μg/L。但氢氧化铍的溶解度为8×10-6mol/L，折算成铍为72μg/L，是《国家污水综合排放》标准值5μg/L的14.4倍，因此，采用常规的物理化学方法难以达标排放。
近年来，人们进一步研究改进传统物理化学法的同时，逐渐转向生物法，生物法具有高效、节能、环境友好等优点成为从废水中脱除微量金属和回收贵金属的潜在手段，并将逐渐替代常规物理化学法。生物吸附技术以其具有吸附容量大、选择性强、效率高、消耗少，能有效处理含低浓度重金属离子废水等诸多优点吸引了众多研究人员的目光。
长期以来，酿造废渣用作牲畜的饲料，近年来，酿造工业发展较快，废渣产量不断增大，而直接做饲料喂养牲畜却日趋减少，致使酿造废渣售价低廉，难销滞销现象严重。
我国每年产生的大约6亿多吨农作物秸秆中，仅有2/3基本实现了综合利用，还有约2亿吨左右剩余秸秆尚未得到综合利用，被直接焚烧，造成了大气污染、土壤矿化、火灾事故等大量的社会经济和生态问题。
本发明为获得一种价格低廉、吸附能力强的非活体生物吸附剂，提供了一种利用酿造废渣和作物秸秆等通过发酵制得生物废渣基吸附剂，实现了部分秸秆的综合利用，保护了环境，拓宽了废水生物处理过程吸附剂的选择范围，实现了废弃物的资源化，具有良好的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种利用生物废渣基深度处理含铍废水的方法。本发明具有吸附效率高，操作简单方便，成本低，出水稳定达到国家《污水综合排放标准》，处理过程无二次污染等特点，充分利用了生产废弃物，实现了以废治废的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
(1) 取酿造工业产生的废渣，加入2～3倍质量的粉碎作物秸秆，并以4～5g/kg的比例加入生石灰，2～3g/kg的比例加入石膏，2～3g/kg的比例加入有机醇，0.5～1g/kg的比例加入有机酸，搅拌，混匀;
(2) 控制溶解氧0.6～1.0mg/L，pH=7.5～9.5，温度在45～60°C，电势9～-9mV，充分发酵熟化16～27天，高温灭菌并粉碎处理成1～5mm的颗粒，制得生物废渣基吸附剂;
(3) 以0.5～1.5g/L的投加量将生物吸附剂加入到经传统物化法预处理后的含铍废水中，搅拌反应8～16小时;
(4) 滤除吸附剂，渣水分离，出水回用或达标排放;
(5) 含铍渣回收铍后，菌泥可作为肥料出售。
所述作物秸秆可以是小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆。
所述的有机醇为乙醇、乙二醇、辛醇、异丙醇、丙二醇中的一种或两种。
所述的有机酸为水杨酸、苹果酸、草酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或两种。
本发明生物废渣基吸附剂，具有巨大的比表面积，丰富的孔隙，大量的菌丝体，其中含有疏基、羟基、羧基、咪唑基、氨基、胍基、亚氨基、硫醇、硫醚、酰胺基等活性基团，这些基团中的氮、氧、磷、硫等可提供孤对电子与金属离子表面形成络合物或螯合物，以及微生物和植物细胞壁上的多糖中的离子与溶液中的二价金属离子进行离子交换，使溶液中的金属离子被吸附。
具体实施方式
本发明采用的技术方案如下：
(1) 取酿造工业产生的废渣，加入2～3倍质量的粉碎作物秸秆，并以4～5g/kg的比例加入生石灰，2～3g/kg的比例加入石膏，2～3g/kg的比例加入有机醇，0.5～1g/kg的比例加入有机酸，搅拌，混匀，搅拌，混匀;
(2) 控制溶解氧0.6～1.0mg/L，pH=7.5～9.5，温度在40～65°C，电势10～-9mV，充分发酵熟化16～27天，在80～100°C下高温灭菌并烘干，用植物粉碎机粉碎成1～5mm的颗粒，制得生物废渣基吸附剂;
(3) 以0.5～1.5g/L的投加量将生物吸附剂加入到经传统物化法预处理后的含铍废水中，搅拌反应8～16小时;
(4) 滤除吸附剂，渣水分离，出水回用或达标排放;
(5) 含铍渣回收铍后，菌泥可作为肥料出售。
所述作物秸秆可以是小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆。
所述的有机醇为乙醇、乙二醇、辛醇、异丙醇、丙二醇中的一种或两种。
所述的有机酸为水杨酸、苹果酸、草酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或两种。
实例1
取酿造工业产生的废渣400kg，加入950kg粉碎水稻秸秆，并加入1.6kg生石灰，0.8kg石膏，1.0kg辛醇，0.3kg水杨酸;搅拌，混匀，控制溶解氧0.6mg/L，pH=8.5，温度在50°C，电势7mV，充分发酵熟化20天，初步粉碎，在100°C烘箱中杀菌并烘干10h，利用植物粉碎机粉碎后，过1mm的样品筛，得到本发明生物废渣基吸附剂，此发明生物吸附剂有大量的微生物死细胞，具有具有巨大的比表面积，丰富的孔隙，含有大量羧基、羟基、氨基、酰胺基、硫醚等能与金属离子络合的活性基团。
实例2
将实例1生物废渣基吸附剂以每升废水0.5g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在10μg/L、pH=7.5、水温为30°C的废水中，搅拌反应8小时，滤除吸附剂，渣水分离，处理后出水未检测出铍。
实例3
将实例1生物废渣基吸附剂以每升废水0.6g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在30μg/L、pH=8.0、水温为20°C的废水中，搅拌反应8小时，滤除吸附剂，渣水分离，废水铍含量降到了0.2μg/L。
实例4
将实例1生物废渣基吸附剂以每升废水0.8g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在90μg/L、pH=8.5、水温为25°C的废水中，搅拌反应10小时，滤除吸附剂，渣水分离，废水铍含量降到了0.8μg/L。
实例5
将实例1生物废渣基吸附剂以每升废水1.0g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在150μg/L、pH=10.0、水温为35°C的废水中，搅拌反应14小时，滤除吸附剂，渣水分离，废水铍含量降到了1μg/L。
实例6
将实例1生物废渣基吸附剂以每升废水1.4g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在200μg/L、pH=9.0、水温为40°C的废水中，搅拌反应14小时，滤除吸附剂，渣水分离，废水铍含量降到了2μg/L。
实例7
将实例1生物废渣基吸附剂以每升废水1.5g的投加量加入到经传统物化法预处理后铍含量在260μg/L、pH=9.5、水温为30°C的废水中，搅拌反应16小时，滤除吸附剂，渣水分离，废水铍含量降到了4μg/L。