專利名稱：海藻酸鈉包埋熱失活活性污泥去除低濃度重金屬方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用海藻酸鈉包埋熱失活活性污泥去除含Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+等低濃度重金屬廢水的方法，屬金屬廢水處理方法。
背景技術：
含重金屬離子的工業(yè)廢水主要來源于機械加工、礦山開采業(yè)、鋼鐵及有色金屬的冶煉、紡織、印染、化纖等行業(yè)。這些工業(yè)產生的含鉛、隔、鉻、鎳、銅等重金屬廢水具有較大的毒性，不僅對水生生物構成威脅，而且可通過食物鏈最終危害到人類的健康。隨著電鍍、制革、染料和防腐工業(yè)的發(fā)展，重金屬對人體的污染越來越嚴重。因此如何使廢水中的重金屬含量降低到排放標準以下，消除重金屬的危害并且有效回收廢水中的重金屬是當今環(huán)境保護工作中面臨的一個非常突出的問題。
傳統(tǒng)的處理含重金屬廢水的方法很多，如化學沉淀法、離子交換法、吸附法、電解法、凝聚法、膜分離法、氧化還原法和鐵氧體法等。這些傳統(tǒng)方法存在一個共同缺點當用于處理含量為1-100mg/L低濃度重金屬廢水時，操作費用和原料成本相對過高，經濟上不合算。
生物吸附法用作重金屬廢水處理是一個新興的研究領域。國外從80年代開始這方面的研究，90年代發(fā)展較快；國內在這方面的研究也在走向成熟。目前各國學者大多采用純種微生物吸附單一重金屬離子，且只是利用自然狀態(tài)下的生物體。但水中往往是幾種或多種金屬離子共存，且廢水處理反應器是開放系統(tǒng)，難以利用純種微生物。更重要的是處于分散狀態(tài)的生物體由于顆粒細小、機械強度低和固液分離困難而無法規(guī)模化運行。因此，尋求高效、經濟和實用的生物吸附重金屬技術顯得尤為重要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，在于提供了一種采用經過海藻酸鈉包埋固定后的熱失活活性污泥連續(xù)處理低濃度的含Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+等混合重金屬廢水的方法。
本發(fā)明的目的，還在于提供了一種吸附材料上吸附的混合重金屬實現選擇洗脫和吸附材料再生技術。
本發(fā)明的方法是1.熱失活活性污泥的制備及包埋方法來自城市污水處理廠的活性污泥經過2-5倍體積的生理鹽水過篩洗滌1-4次，用2500-3000rpm離心1-5min后，取固相在100-150℃、0.1-0.3MPa下滅菌得到熱失活活性污泥。
將熱失活活性污泥按重量比1∶2加入濃度為3％的海藻酸鈉溶液中振蕩。形成均一混合物。用注射器將均一混合物注射到濃度為4％CaCl2溶液中成球，將球置于3-8℃冰箱中固化交聯20-48小時，用水洗滌2-4次，即得到包埋海藻酸鈣(CA)球。
2.包埋熱失活活性污泥處理混合重金屬廢水含分別含有10-100mg/L的Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的混合酸性廢水(pH＝4-5)，用泵打入熱失活活性污泥包埋固定床反應器。吸附材料為230-250g包埋比為1∶2的固定化海藻酸鈣(CA)球，填充高度為20-40cm，吸附柱直徑為4-8cm，控制出水流速為300-500ml/h，測定出水中各種重金屬的殘留量。
3.重金屬離子的解吸方法將濃度為0.01-0.05M(mol/L)的HCl溶液順流通過被混合重金屬飽和的CA球(海藻酸鈣固定化球)吸附柱進行吸附材料的洗脫與再生。控制HCl溶液流速為3-5倍的吸附速度，測定流出酸中金屬離子濃度。
本發(fā)明具有以下明顯特點
1.熱失活活性污泥較其它生物體具有吸附混合重金屬能力強、包埋方便和保存時間長等特點。
2.海藻酸鈉-CaCl2固定熱失活活性污泥技術具有原料價格低廉、固定化過程簡單、成型后小球網絡孔道結構良好、傳質阻力小、能在pH較低的環(huán)境中使用等優(yōu)點，是制作用于處理重金屬廢水的固定化細胞的優(yōu)選材料。
3.對不同的重金屬有很好的吸附性能，可連續(xù)處理低濃度的重金屬混合廢水。
4.解吸方法簡單，可用一般的化學方法解吸吸附材料上的重金屬離子，回收其中的貴金屬。同時吸附材料再生后可重復使用。


圖1本發(fā)明的重金屬廢水處理和解吸工藝流程示意圖。
圖1中標號名稱1處理前重金屬廢水儲槽；2含重金屬洗脫液儲槽；3三通閥；4-1、4-2固定床反應器；5處理后廢水儲槽；6洗脫液儲槽。
具體實施例方式
由圖1可知，本發(fā)明的方法的具體實施方法是1.重金屬廢水處理固定床反應器由4-1和4-2兩個反應器并聯運行，交替進行吸附和再生操作。在固定床反應器中，球狀吸附劑(CA)以固定床方式填充于固定床反應器中，含有重金屬的廢水從儲槽1自下而上緩慢用泵打入床層，吸附劑與重金屬離子廢水進行動態(tài)吸附，吸附后的廢水進入儲槽5。測定出水中各種重金屬的殘留量。
2.重金屬離子的解吸吸附過后的固定床反應器用三通閥切換后用來自洗脫液儲槽6的鹽酸洗脫液自上而下通過固定床反應器進行洗脫再生，含重金屬的洗脫液進入儲槽2，用于回收其中的重金屬。
表1和表2是采用本發(fā)明方法的幾種具體實施例及處理結果。
表1重金屬廢水處理前后對照表(單位mg/L)

表2洗脫前后結果對照表(單位mg/L)

說明表2中洗脫前固定床重金屬含量＝原水水中重金屬含量-吸附后出水水中重金屬含量。
權利要求
1.一種海藻酸鈉包埋熱失活活性污泥去除低濃度重金屬方法，其特征在于，包括熱失活活性污泥的制備及包埋方法，包埋熱失活活性污泥處理混合重金屬廢水方法，重金屬離子的解析方法，所述失活活性污泥的制備及包埋方法包括①將來自城市污水處理廠的活性污泥經過2-5倍體積的生理鹽水過篩洗滌1-4次，用2500-3000rpm離心分離1-5min后，取固相在100-150℃、0.1-0.3MPa下滅菌得到熱失活活性污泥；②將上述熱失活活性污泥按重量比1∶2加入濃度為3-10％的海藻酸鈉溶液中振蕩，形成均一混合物，用注射器將均一混合物注射到濃度為4％CaCl2溶液中成球，將球置于3-8℃冰箱中固化交聯20-48小時，用水洗滌2-4次，即得到包埋海藻酸鈣(CA)球；所述包埋熱失活活性污泥處理混合重金屬廢水方法是將分別含有10-100mg/L的Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的混合酸性廢水(PH＝4-5)，用泵打入熱失活活性污泥包埋固定床反應器，用吸附材料為230-250g、包埋比為1∶2的固定化海藻酸鈣(CA)球，填充高度為20-40cm，吸附柱直徑為4-8cm，控制出水流速為300-500ml/h，測定出水中各種重金屬的殘留量；所述重金屬離子的解吸方法是，將濃度為0.01-0.10M(mol/L)的HCL溶液順流通過被混合重金屬飽和的海藻酸鈣固定化球球(CA)吸附柱進行吸附材料的洗脫與再生，控制HCL溶液流速為3-5倍的吸附速度，測定流出酸中金屬離子濃度。
全文摘要
一種海藻酸鈉包埋熱失活活性污泥去除低濃度重金屬方法，屬重金屬廢水處理方法，此方法包括將城市污水處理廠的活性污泥進行洗滌、離心分離、加壓烘干使其失去活性，然后用海藻酸鈉－CaCl
文檔編號C02F1/62GK1702044SQ200510038578
公開日2005年11月30日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權日2005年3月28日
發(fā)明者吳海鎖, 夏明芳, 李國平, 張利民, 張愛茜 申請人:江蘇省環(huán)境科學研究院