申请日1993.06.11
公开(公告)日1994.12.28
IPC分类号C02F3/34; C12N1/20; C02F1/58
摘要
采用具核梭杆菌(Fusobactcrium nucleatum)、脱氮副球菌(Paracoccus dcnitrificanc)、迟钝爱德华氏菌(Edwardsiclla tarda)、厌氧消化球菌 (Pcptococcus anacrobius)等复合菌治理电镀废水的新方法，可以有效地将电镀废水中的六价铬还原成三价铬，并以氢氧化铬化合物形式从水溶液中沉淀出来，达到水质净化的目的。沉淀的铬经简单的化学或物理方法，即可回收。该法处理后的水质质量好，能保证实现铬，同时实现镍、铜、锌等达标排放，无二次污染，对废水适应性强，工艺流程简单，节约能源，经济性能好，成本低。
権利要求書
1、用微生物治理电镀废水的新方法，其特征是，用于处理过程中的微生物是由四种菌所组成的复合菌，其处理工艺流程为：
2、按照权利要求1所述的微生物治理电镀废水的新方法，其特征是，所使用的复合菌是由具核梭杆菌(Fusobacteriun nucleatum)、脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)、迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、厌氧消化球菌(Peptococcus)组成。
3、按照权利要求1或2所述的微生物治理电镀废水的新方法，其特征是：净化铬废水过程的最佳条件是，pH5.0-7.5，温度为15-30℃，作用滞留时间为24小时。
4、按照权利要求3所述的微生物治理电镀废水的新方法，其特征是，培养复合菌所选用的基质是生活污水、啤酒废水、食品废水等。
说明书
本发明属于对电镀铬废水进行微生物治理的技术。
六价铬的某些化合物对人群有致癌作用。水溶性离子状态的Cr(VI)易被肠道吸收，透过细胞膜使某些生物分子氧化并与其结合而产生致毒作用。铬中毒能使鼻膈膜和耳膜穿孔，皮肤溃疡，口角糜烂，致消化系统功能紊乱，腹泻以及引发脑膜炎和肺癌。
铬盐是重要的无机化学产品，它广泛用于冶金、化工、轻工、机械和电子部门，这些部门所属的电镀厂、冶炼厂、合金厂、染料厂、皮革厂、木材厂和橡胶厂产生的水溶性Cr(VI)对人体和环境危害极大，使农作物和人体健康受到危害，因此，对企业铬废水的彻底治理已迫在眉睫，到了非彻底治理不可的时候了。
对含铬废水的治理已有二十年历史，六十年代中期，大多数采用化学法，如FeS还原法，FeSO4还原法除去Cr(VI)以达到排放标准，但这些方法的污泥量大而没有解决方法逐渐充用。其后用BaCrO4沉淀法，但此法也因收集困难，铬又不能回用，应用得较少，七十年代，化学法有了新进展，离子交换法，电解还原法由线外处理转向线内处理，减少了污泥量，占地面积和投资都减少，部分漂洗水可回用。但电解法的Fe，Cr污泥也无法进一步处理，且该法对设备腐蚀严重，电能消耗大，推广应用困难。到后来，整个电镀行业几乎全部采用了离子交换法处理废水，这被认为是治理电镀废水的标准方法。在大面积实践中，证明该法投资大，管理困难，回收的铬酸不能直接回用，零排放仍没有实现。八十年代，有反渗透法，电渗析法，薄膜蒸发法，气浮法，活性炭法，铁氧体法和萃取法等 相继出现，以及电解法和离子交换法又有新的发展。其中反喷淋逆流漂洗法耗水少，Cr6+回用率高，实现了闭路循环，但此法仅适用于槽液体积小，蒸发量少的直线式镀机，而且投资大，调控难，在广大的乡镇电镀厂推广受到限制。对铬废水的治理在今后一段时间内仍然是环保科学家，冶金，化工工程师和生物学家等共同研究的课题。
罗曼恩柯(Romanenko)等曾用脱色杆菌(Bac. Dechromaticans)厌氧处理含铬废水，3天内每克干生物量可将2.1克K2CrO4中的Cr6+还原为Cr3+;H.C.谢尔波克雷诺夫等用Aeromonas Dechromaticans KC-11菌株，以天然气或乙烷作碳源，净化500ml铬液(24.0mg Cr6+/L)其净化效率可与活性污泥法一样，且可缩短净化时间，降低费用1.1-1.5倍;A.M. Marques等，报导了用铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)可使培养基中的铬减少;Y.Sag等研究了干燥的生枝动胶菌(Zooglea ramigera)在pH2，25℃条件下，对Cr6+的吸附率最高达20%;K.Komori等报导用阴沟肠杆菌可还原铬酸盐;孙国玉等用铬酸盐还原菌81001号菌株加活性污泥处理电镀含铬废水有一定的效果。但这些研究仅限于采用单一菌株，并属于实验室试验。
鉴于上述在技术和研究方面存在的问题和不足，本发明的任务是提供一种处理电镀铬废水设备简单，一次净化即可达到排放标准，同时回收Cr6+，不造成二次污染，能耗小，投资成本大大低于现行化学法的微生物法新技术。
本技术根据微生物的功能和电镀废水的特点，提出了以功能菌为主的微生物净化回收废水中重金属的科学方案，即功能菌在廉价 基质中生长，其代谢产物将电镀铬废水中的六价铬还原成三价铬，形成氢氧化铬化合物絮凝沉淀出来，从而达到净化废水的目的，沉淀的铬渣经过简单的化学处理，即可回收铬。
本发明的技术解决方案是：1.将来自电镀淤泥中具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)、脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)、迟钝爱得华氏菌(Edwardsiella tarda)、厌氧消化球菌(Peptococcus anaerobius)。详细地研究了这些菌的组合、拮抵和互补功能，对金属的抗性，净化铬(Ⅵ)的条件，动力学和净化机制，验证了这些菌净化铬(Ⅵ)废水的最佳条件，并筛选了在生产上使用的廉价的生长基质。
2.利用复合菌在生长过程中，其代谢产物还原以HCrO-4、Cr2O2-7、CrO2-4形式存在的Cr(Ⅵ)为Cr(Ⅲ)，形成Cr(OH)3沉淀，与菌体或其它金属离子的氢氧化物，硫化物混凝沉积而被除去。而部份Cr3+可被菌体表面的-OH、-CHO、-SH、-COOH、-NH等基团吸附，或通过细胞膜进入胞内参与细胞的生理代谢过程而被除去。
本发明的工艺流程为：
当功能菌在生活污水等中培养24小时后，送入净化池Ⅰ，同时送入一定体积铬废水，在该净化池Ⅰ中作用3小时后，将其溶液送入净化池Ⅱ，在净化池Ⅱ中滞留13小时后，送入沉淀池沉淀8小时，然后上清液通过砂滤排放，沉淀可用于铬回收。净化池Ⅱ和沉淀池中部分菌体可回用。整个过程：电镀废水中铬的净化率达99%以上，铬回收率在80%以上。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1.适应性：对废水中铬浓度变化适应性强，处理废水量能大能小，对废水，pH和废水成份等变化也有较好的适应性。
2.处理后的水质：能保证实现处理水中铬达标排放。处理后出水水质好，可以回用。
3.污泥量：产生的污泥量仅为化学法的1%，铬可回收利用，无二次污染，做到了对铬废水的彻底治理。
4.培养基：生长基质为普通生活污水，啤酒废水，食品废水， 些废水来源方便易得，不需专门经费。
实施例1：
某中型电镀厂，日排放镀铬废水5吨，铬(Ⅵ)浓度波动范围为65.4-192.0mg/L.净化池Ⅰ，Ⅱ容积各为0.58立方米。
根据上述条件，工艺设计按上述工艺流程图。日处理铬废水量为0.5吨，生长基质取食品厂废水，BOD值范围500-1400mg/L，COD值范围1500-2000mg/L，加入的菌液浓度为1.6×107个/ml。24小时后取样监测。
出水监测结果：
铬(Ⅵ)含量：低于0.5mg/L
总铬含量：低于1.0mg/L
BOD浓度：低于60mg/L
COD浓度：低于100mg/L
复合菌量：正常
出水水质完全符合国标GB8978-88污水综合排放标准。
实施例2：
某大型电镀厂，日排放电镀铬废水1-100吨，铬(Ⅵ)浓度波动范围为1-100mg/L，净化池Ⅰ，Ⅱ容积各为50立方米。
根据上述条件，工艺设计按上述工艺流程图。日处理1-100吨电镀废水，菌种为复合菌，生长基质采用1#，2#，3#培养基，加入菌液浓度为1.6×107个/ml，3小时后，取样监测。
出水监测结果：
铬(Ⅵ)含量：低于0.1mg/L
总铬含量：低于0.5mg/L
锌含量：低于0.4mg/L
镍含量：低于0.2mg/L
铜含量：低于0.1mg/L
出水的BOD、COD、SS、pH、色度等指标均低于国标GB8978-88污水综合排放标准。