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介绍重金属废水处理的一些常用的工艺方法

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介绍重金属废水处理的一些常用的工艺方法

发布日期:2019-06-19 作者: 点击:

  有色金属工业在采矿,矿物加工和冶炼生产过程中产生废水。根据其来源,可分为采矿废水,选矿废水,冶炼废水和加工废水。有色金属废水是复杂的,通常含有许多重金属,如CuCrbPzn和CdAs。它具有水质和水量大幅波动的特点。含重金属废水具有高毒性。如果没有得到有效治疗,它进入环境将危害人类健康并污染土壤。它具有一定的环境风险,污染范围广,破坏程度高。


  传统的重金属废水处理技术包括化学沉淀,碳吸收,离子交换,蒸发和膜处理,但通常具有难以处理低浓度废水和容易造成二次污染的缺点。与传统处理技术相比,生物修复技术具有成本低,适合处理低浓度废水,无二次污染的优点。


  1.微生物治理方法


  利用细菌和真菌的生化代谢,将重金属元素与水体分离或降低其毒性,从而达到废水处理的目的。特别适用于重金属含量不高,有机物含量高的污水处理场所。


  (1)吸附方法


  富含细胞细胞壁的多糖和糖蛋白具有羟基,硫醇基,羧基和氨基等官能团,因此它们具有良好的金属离子吸附性能。因此,使用细菌细胞作为吸附剂可以达到理想的治疗效果。 Puranik 通过对Pb2 +和Zn2 +的真菌吸附试验,得到了离子当量取代的实验结果,并指出离子交换是微生物吸附重金属的主要机制。


  微生物吸附法根据细胞活性可分为活细胞吸附法和死细胞吸附法。活细胞吸附过程包括细胞外吸附和细胞内转移;死细胞吸附只有细胞外吸附过程,这里的吸附方法主要是指死细胞。细胞外吸附。死细胞吸附方法的优点是不受离子浓度和营养物质的生长条件的影响,并且不需要代谢物处理。发酵工业产生的藻类,海藻和微生物残留物都是有前途的生物吸附剂。死细胞的吸附可分为真菌吸附,藻类吸附,细菌吸附,植物共生菌根据不同物种吸附。 Ozdemir 从活性污泥中提取Oobactrumanthropi的死细胞,进行铬(VI),镉(II)和铜(II)的废水处理,以获得更好的处理效果。


  当回收废水中的贵金属时,常规吸附方法中使用的微生物不易与水体分离,这成为应用的瓶颈。趋磁细菌(MTB)细胞含有排列成链的铁磁颗粒(即磁小体),使细胞具有永磁偶极矩和磁取向。在外部磁场的作用下,MTB 它可以通过磁力分离器定向并易于与溶液分离。因此,MTB作为吸附载体的研究逐渐成为热点问题。宋慧平等。研究了单位系统和三元系统中的MTB。 Au3 +,Cu2 +和Ni2 +的吸附特性表明,MTB在三元体系中对Au3 +具有较高的吸附选择性,吸附速率很快,在短时间内达到完全吸附。 MTB Au3 +的吸附选择性及其自身的磁致伸缩性能为从含金废液中回收金提供了一种新的有效方法。


  (2)絮凝方法


  生物絮凝方法是使用由微生物或微生物产生的絮凝代谢物的絮凝和沉降的净化方法。生物絮凝剂,也称为第三代絮凝剂,是带电荷的生物大分子,主要是蛋白质,粘多糖,纤维素和核糖。


  目前公认的絮凝机理是离子键和氢键理论。


  通过上述硅酸盐细菌处理重金属废水的可能机制之一是生物絮凝。目前,硅酸盐细菌絮凝方法有很多应用[10-11],有些已取得显着成果。使用基因工程技术,金属结合蛋白在细胞中表达,然后固定在一些惰性载体的表面,以获得高富集能力的絮凝剂。正明 Terashima等。使用转基因技术使大肠杆菌能够表达麦芽糖结合蛋白(pmal)与人金属硫蛋白(MT)(pmal-MT)和纯化的pmal-MT的融合蛋白 将其固定在Chitopeara树脂上,研究其对Ca2 +和Ga2 +的吸附特性。固定有融合蛋白的树脂具有很强的稳定性,其吸附能力比纯树脂高十倍以上。


  (3)代谢方法


  微生物可以通过还原来沉淀或降低重金属离子的毒性。对于SO42含量高的重金属污水,主要由硫酸还原菌(SRB)组成的厌氧微生物用于减少厌氧状态下的高价重金属离子,与硫酸盐还原菌形成S2合成形成金属。硫化物沉淀以达到分离重金属离子的目的。


  随着研究的进展,越来越多的菌株可以用于重金属处理。例如,除了明显的COD和BOD处理能力外,硅酸盐细菌对铜和铬等元素也有明显的处理效果。研究了硅酸盐处理重金属废水的机理。关于作用机制的三个假设:微生物细胞表面的生物吸附;细胞外聚合物的絮凝;有机酸和氨基酸以及重金属离子络合降低了其毒性。


  Sadettin等。研究了Phorium sp合成合成染料和Cr6 +的生物富集。实验结果表明,Cr6 +对该菌株的初始耐受性为pH8.5,温度为45℃。当浓度为5.8mg/L~19.9mg/L,染料浓度为12.5mg/L时,Cr6 +浓度最高。 Cr6 +的去除过程可分为三个阶段:价键结合到微生物细胞表面,转移到细胞内部,Cr6 +细胞内还原成Cr3 +降低毒性。其中,细胞内还原是毒性降低机制的主要过程。这些细菌的使用可以同时去除对常规生物处理方法有抵抗力的重金属离子和活性染料,效果显着,因此在印染等化学废水处理方面具有良好的应用前景。

介绍重金属废水处理的一些常用的工艺方法

  二,基因工程技术在重金属废水微生物处理中的应用


  利用基因工程技术构建具有高效降解能力的菌株是目前研究的热点。国内外学者进行了大量的研究,主要集中在基因工程技术的应用,以表达微生物表面特定的金属结合蛋白或金属结合肽,以提高丰富度。金属结合蛋白或金属结合肽在细胞中表达,同时在微生物细胞膜上收集能力或表达特定的金属转运系统,从而获得具有高富集能力和高选择性的高效菌株。制备的菌株具有显着提高的处理能力,并且高选择性重组细菌的构建使得可以回收废水中的重金属。


  由于人们对大肠杆菌有了更深入的了解,因此致病性较弱,对生长环境要求低,易于检测和培养,因此适用于污水处理细菌。在目前的研究中,大肠杆菌被用作受体菌株,并且通过使用遗传重组技术构建了多种高效菌株。由Deng等人构建的重组基因E.coli JM10。在含镍废水处理中,Ni2 +的富集能力提高了6倍以上。赵等人。结果表明,转基因大肠杆菌JM109具有较强的Hg2 +耐受性和较高的Hg2 +富集能力,去除率超过96%。


  Sousa等人。构建了一种基因工程菌株大肠杆菌,表达酵母金属硫蛋白(CUP1),哺乳动物金属硫蛋白(HMT21A)和外膜卵LamB的融合蛋白,富含Cd2 +,收集能力比原宿主高15至20倍。菌。邓旭等。研究了MT样基因对重金属离子的抗性和Cd2 +的富集行为。结果表明,转基因藻对Pb2 +,Zn2 +和Cd2 +重金属离子的抗性显着增强。对Zn2 +的抗性增加最显着。转基因藻类对Cd2 +的富集能力在MT样蛋白表达后显着高于野生藻类细胞,最高达144.48μmol/g,是野生藻类的8.3倍。


  曾文炉等,研究了mMT-I聚球藻 7002在含Cd2 +,Pb2 +和Hg2 +的介质中的生长特性及其对重金属的净化性能。结果表明,无论生长速度如何,该速率仍然对重金属有抵抗力。 mMT-I聚球藻 7002的转化显着优于野生藻类。


  三,流程转型


  为了便于管理和减少改造投资,铅冶炼厂对原有的污水和酸性污水处理工艺进行了技术改造。在收集和储存污水和酸性污水之后,收集并储存化学中和处理系统和电絮凝处理系统(电)。化学反应器),化学沉淀微滤系统(高效气浮池,碳过滤器和锰砂过滤器),先进的处理系统(膜处理系统包括纳滤系统,反渗透系统,高压反渗透系统)集中处理,中和废物由系统生成的存储在综合渣仓库(钙渣危险废物处置库)中。


  该工艺中使用的电化学处理技术可以更好地实现废水的净化和重金属的回收,催化复合碳板和铁板用作板材。当含重金属废水流过电化学反应区时,在施加电流的作用下,重金属分别在阳极和阴极处经历氧化和还原反应,并且游离金属处于自由状态或界限内。在阴极沉淀态以回收重金属元素。


  膜处理技术是一种新的分离技术。深度处理系统部分的过程为纳滤 + 反渗透是进一步去除重金属和分离溶解的固体盐的有效方法。纳滤本项目用于处理低工作压力和大水通量的低浓度重金属废水的膜,不仅可以制造90% 上述废水经过净化处理,重金属离子含量可同时浓缩10倍,浓缩重金属具有回收价值。反渗透膜确保废水中的盐度被去除,处理后的水质极佳,确保完全满足地表水III标准,从而可以完全回收废水。为项目的每个膜处理部分提供清洁系统,以维持系统的正常操作。


  总结


  有色金属行业重金属废水深化处理是“十二五”规划 节能减排的要求也是未来重金属废水处理的发展趋势。通过适当的先进处理工艺处理含重金属废水,可以在回收重金属,减少重金属排放和减少淡水消耗方面获得更好的环境效益。有色金属工业中含重金属废水的深化处理仍存在成本高,技术要求高等瓶颈。未来的研究应该发展更成熟和低成本的深化处理过程,同时满足经济和环境需求,以进一步推广。


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