含氰廢水處理裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含氰廢水處理裝置及方法，整個(gè)裝置呈圓筒形，由三部分構(gòu)成，各部分可自由拆分和組合，由法蘭連接。頂蓋設(shè)有氣體出口，中部為生物過(guò)濾器，下部為帶保溫夾層的填充床，中、下兩部分的內(nèi)部均加裝網(wǎng)狀擋板，用于放置固定化降氰細(xì)胞。此處理裝置和方法結(jié)合玉米芯吸附和生物降解兩種方法于一體，可以進(jìn)行高濃度氰化物的高效處理，尤其是通過(guò)設(shè)置生物濾池來(lái)捕集氣相氰化物。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于加工實(shí)現(xiàn)和操作，各反應(yīng)器相互間可進(jìn)行串并聯(lián)組合，特別適用于高濃度的含氰廢水的治理。
【專利說(shuō)明】
含氰廢水處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于廢水生物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種含氰廢水處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于含氰廢水的處理，采用生物法處理相對(duì)于化學(xué)法具有無(wú)二次污染、條件溫和、處理和控制靈活、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。由于制藥、農(nóng)藥、提金、金尾礦等工業(yè)產(chǎn)生的廢水通常含氰濃度較高，毒性大，在處理過(guò)程中常常面臨微生物細(xì)胞易流失、適應(yīng)能力弱、對(duì)環(huán)境敏感等問(wèn)題，為此可采用固定化技術(shù)來(lái)解決。國(guó)內(nèi)外報(bào)道的降氰生物反應(yīng)器的類型多種多樣，序批式反應(yīng)器應(yīng)用最為廣泛。Huertas等在批式反應(yīng)器中用類產(chǎn)堿假單胞菌CECT5344對(duì)含氰廢水進(jìn)行降解；Sirianuntapiboon S.等用序批式反應(yīng)器(SBR)處理含氰電鍍廢水，Cameron等在兩個(gè)串聯(lián)序批式反應(yīng)器中用混合菌處理實(shí)際焦?fàn)t廢水。也有關(guān)于傳統(tǒng)厭氧污泥床反應(yīng)器的報(bào)道，如Gijzen等以上流式厭氧污泥床(UASB)處理模擬含氰廢水，Turan用上升流厭氧過(guò)濾反應(yīng)器處理含氰廢水并進(jìn)行模擬。流化床、填充床和固定床反應(yīng)器也受到廣泛研究。Babu等人將一株惡臭假單胞菌裝入氣升式流化床批式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行固定化和氰降解;Dictora等人在固定床反應(yīng)器中，以活性炭、沸石以及火山灰混合物作為吸附劑處理含氰廢水，細(xì)菌能在這些載體上固定化，反應(yīng)器運(yùn)行六個(gè)月后，超過(guò)90 %的氰化物都能被微生物分解成銨離子、二氧化碳和硫酸根。此外，還有關(guān)于一些特殊型式反應(yīng)器的研究報(bào)道，如Sirianuntapiboon等人用包裝籠旋轉(zhuǎn)生物接觸器處理合成含氰廢水;Jeong等人用懸浮生物膜工藝同時(shí)去除煤工藝廢水中的COD、SCN、CN、氨氮和總氮。
[0003]目前盡管已經(jīng)有許多關(guān)于氰生物降解細(xì)胞固定化及其反應(yīng)器的研究報(bào)道，但是這些反應(yīng)器都是針對(duì)含氰廢水的處理，并未考慮到氰化物在操作條件下不穩(wěn)定、易揮發(fā)的問(wèn)題，而對(duì)空氣中的氰則未做任何處理，導(dǎo)致未能將氰完全凈化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種含氰廢水處理裝置及方法，本發(fā)明可同時(shí)處理水相氰化物和氣相氰化物，最大限度地進(jìn)行氰的凈化，特別適用于高濃度的含氰廢水的治理。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供的含氰廢水處理裝置，主要包括反應(yīng)器，反應(yīng)器由從上至下的三部分連接構(gòu)成，上部為頂蓋，中部為生物過(guò)濾器，下部為帶保溫夾層的填充床，各部分可自由拆分和組合，由法蘭連接;頂蓋設(shè)置有出氣口；生物過(guò)濾器底端設(shè)置有網(wǎng)狀擋板其上放置有固化降氰細(xì)胞;填充床柱外層包圍有水浴夾層，內(nèi)部設(shè)置有網(wǎng)狀擋板并分層放置有固定化降氰細(xì)胞，填充床上部設(shè)有出水口；填充床底部設(shè)有曝氣口和進(jìn)水口，生物過(guò)濾器與填充床相互隔開，氣體可在這兩部分間上下流通。
[0007]填充床進(jìn)水口處設(shè)有流量栗控制流速，可調(diào)節(jié)水力停留時(shí)間，流量栗外接有進(jìn)料罐。
[0008]反應(yīng)器為圓柱型，材質(zhì)選用耐腐蝕、耐熱的材料。
[0009]曝氣口裝有氣體分布器。
[0010]網(wǎng)狀擋板為塑料網(wǎng)狀擋板。
[0011]上述所述含氰廢水處理裝置處理含氰廢水的方法，包括如下步驟:將制備好的固定化降氰細(xì)胞裝入反應(yīng)器;含氰廢水由進(jìn)料罐通過(guò)蠕動(dòng)栗連續(xù)從底部進(jìn)水口進(jìn)入，廢水流入填充床處理水相氰化物后從出水口排出；空氣連續(xù)從底部曝氣口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)生物過(guò)濾器處理氣相揮發(fā)氰化物后從頂部出氣口排出。通過(guò)水浴調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)的溫度。
[00?2]制備所述固定化降氰細(xì)胞，選擇碎片狀的玉米芯進(jìn)行固定化，將制備得到的固定化細(xì)胞裝入反應(yīng)器，填充床裝填至容量的三分之二，生物過(guò)濾器完全裝填。
[0013]向進(jìn)料罐里滴加磷酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)填充床pH值，控制填充床pH值為7.0-
8.5ο
[0014]降氰細(xì)胞可以為芽孢桿菌、假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌。
[0015]針對(duì)目前含氰廢水生物法處理的方法存在氰凈化效果欠佳的問(wèn)題，發(fā)明人建立了一種含氰廢水的處理方法及其裝置，此處理方法和裝置結(jié)合玉米芯吸附和生物降解兩種方法于一體，可以進(jìn)行高濃度氰化物的高效處理，尤其是通過(guò)設(shè)置生物過(guò)濾器來(lái)捕集氣相氰化物。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:設(shè)置了針對(duì)氣相的生物過(guò)濾器，可以解決因曝氣而產(chǎn)生的廢氣排放，從而最大限度地進(jìn)行氰的凈化，對(duì)高濃度氰廢水的除氰率可達(dá)到99%以上，而且沒(méi)有氣相泄露;反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于加工實(shí)現(xiàn)和操作，各反應(yīng)器相互間可進(jìn)行串并聯(lián)組合，特別適用于高濃度的含氰廢水的治理;選用天然材料玉米芯作為載體對(duì)菌體進(jìn)行固定化，其是一種廉價(jià)且來(lái)源廣的農(nóng)業(yè)廢料，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是含氰廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1反應(yīng)器，2頂蓋，3生物過(guò)濾器，4填充床，5出氣口，6進(jìn)水口，7曝氣口，8出水口，9進(jìn)料罐，1水浴。
【具體實(shí)施方式】
[0019]含氰廢水處理裝置的基本結(jié)構(gòu):
[0020]如圖1所示，本發(fā)明提供的含氰廢水處理裝置，主要包括反應(yīng)器，反應(yīng)器為圓柱型，材質(zhì)選用耐腐蝕、耐熱的材料。反應(yīng)器由從上至下的三部分連接構(gòu)成，上部為頂蓋，中部為生物過(guò)濾器，下部為帶保溫夾層的填充床，各部分可自由拆分和組合，由法蘭連接;頂蓋設(shè)置有出氣口；生物過(guò)濾器底端設(shè)置有塑料網(wǎng)狀擋板其上放置有固化降氰細(xì)胞;填充床柱外層包圍有水浴夾層，內(nèi)部設(shè)置有塑料網(wǎng)狀擋板并分層放置有固定化降氰細(xì)胞，填充床上部設(shè)有出水口；填充床底部設(shè)有曝氣口和進(jìn)水口，曝氣口裝有氣體分布器;生物過(guò)濾器與填充床相互隔開，氣體可在這兩部分間上下流通。填充床進(jìn)水口處設(shè)有流量栗控制流速，可調(diào)節(jié)水力停留時(shí)間，流量栗外接有進(jìn)料罐。
[0021 ]使用含氰廢水處理裝置處理含氰廢水的方法:
[0022]將制備好的固定化降氰細(xì)胞裝入反應(yīng)器;含氰廢水由進(jìn)料罐通過(guò)蠕動(dòng)栗連續(xù)從底部進(jìn)水口進(jìn)入，廢水流入填充床處理水相氰化物后從出水口排出；空氣連續(xù)從底部曝氣口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)生物過(guò)濾器處理氣相揮發(fā)氰化物后從頂部出氣口排出。通過(guò)水浴調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)的溫度。
[0023]結(jié)合上述基本結(jié)構(gòu)和使用方法，以下通過(guò)幾個(gè)實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0024]實(shí)施例1
[0025]以玉米芯為載體，橫切成圓形薄片狀，過(guò)16目篩網(wǎng)去除碎肩，用水清洗數(shù)次后置于烘箱中在80°C下烘干至恒重，干燥器內(nèi)冷卻。隨后將其投入裝有基礎(chǔ)培養(yǎng)基(NaC10.5g/L，K2HP042g/L，(順)2S042g/L，酵母膏5g/L，葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，pH值8.0)的三角瓶，接種芽孢桿菌、假單胞菌或產(chǎn)堿桿菌后置入恒溫振蕩搖床(120r/min、3(TC)中培養(yǎng)2天，過(guò)濾獲得固定化細(xì)胞，用緩沖液清洗。
[0026]將氰濃度為50mg/L的廢水10mL(pH8)裝入搖瓶，加入固定化細(xì)胞1g，以膠塞封口，防止氰化物揮發(fā)，置于120r/min、3(TC的搖床中反應(yīng)45min。反應(yīng)結(jié)束后，取樣分析，降解率為98.5%。
[0027]實(shí)施例2
[0028]單獨(dú)運(yùn)行填充床反應(yīng)器:將頂蓋直接與填充床用法蘭連接，密閉頂端出氣口。在填充床內(nèi)放置玉米芯固定化細(xì)胞，氰濃度為200mg/L的含氰廢水連續(xù)由填充床下端進(jìn)水口進(jìn)入，從填充床上端出水口排出。進(jìn)水pH值調(diào)至8.0，反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行溫度30°C，每隔12小時(shí)取樣測(cè)定出水氰濃度。調(diào)節(jié)蠕動(dòng)栗使得裝置水力停留時(shí)間為24h，運(yùn)行5天的氰去除率都能穩(wěn)定保持在99%左右;將水力停留減少為12h，系統(tǒng)對(duì)200mg/L氰的處理效果不穩(wěn)定，72h的氰去除率已降至低于80 %。
[0029]實(shí)施例3
[0030]單獨(dú)運(yùn)行生物過(guò)濾器反應(yīng)器:僅在生物過(guò)濾器中填裝片狀玉米芯固定化細(xì)胞，下部填充床柱空載，含氰廢水和氣流連續(xù)從底部進(jìn)水口和進(jìn)氣口進(jìn)入，分別從填充床上端出水口和頂部出氣口排出，出氣通入裝有IL 0.1%NaOH溶液的吸收瓶中。進(jìn)水pH值調(diào)至8.0，反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行溫度30°C，設(shè)置水力停留時(shí)間為12h，通氣速率為17mL/s，進(jìn)水氰濃度為200mg/L，每隔12h取樣測(cè)定出水以及氣體吸收液中氰濃度值。經(jīng)24h運(yùn)行后出水氰化物減少為13.26mg/L，氣相出口氰化物為O，說(shuō)明反應(yīng)器氣相部分具有穩(wěn)定良好的處理能力。
[0031 ] 實(shí)施例4
[0032]運(yùn)行復(fù)合反應(yīng)器:生物過(guò)濾器和填充床兩部分均放置玉米芯固定化細(xì)胞，含氰廢水和氣流連續(xù)從底部進(jìn)水口和進(jìn)氣口進(jìn)入，分別從填充床上端出水口和頂部出氣口排出，出氣通入裝有IL 0.1%NaOH溶液的吸收瓶中。進(jìn)水pH值為8，反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行溫度30°C，每隔12h取樣測(cè)定出水以及氣體吸收液中氰濃度值。設(shè)置水力停留時(shí)間為24h，進(jìn)水pH為8.0，通氣速率為16mL/s，每12h測(cè)定出水及氣體吸收液的氰濃度，對(duì)450mg/L和650mg/L高濃度氰化物的去除率均能達(dá)到98 %，運(yùn)行48h的去除率相當(dāng)穩(wěn)定，維持在98 %?99 %。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含氰廢水處理裝置，主要包括反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器由從上至下的三部分連接構(gòu)成，上部為頂蓋，中部為生物過(guò)濾器，下部為帶保溫夾層的填充床;頂蓋設(shè)置有出氣口；生物過(guò)濾器底端設(shè)置有網(wǎng)狀擋板其上放置有固化降氰細(xì)胞;填充床柱外層包圍有水浴夾層，內(nèi)部設(shè)置有網(wǎng)狀擋板并分層放置有固定化降氰細(xì)胞，填充床上部設(shè)有出水口；填充床底部設(shè)有曝氣口和進(jìn)水口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氰廢水處理裝置，其特征在于:所述進(jìn)水口處設(shè)有流量栗控制流速，流量栗外接有進(jìn)料罐。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氰廢水處理裝置，其特征在于:所述反應(yīng)器為圓柱型，材質(zhì)選用耐腐蝕、耐熱的材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氰廢水處理裝置，其特征在于:所述曝氣口裝有氣體分布器。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氰廢水處理裝置，其特征在于:所述網(wǎng)狀擋板為塑料網(wǎng)狀擋板。6.利用權(quán)利要求1所述含氰廢水處理裝置處理含氰廢水的方法，其特征在于包括以下步驟:將制備好的固定化降氰細(xì)胞裝入反應(yīng)器;含氰廢水由進(jìn)料罐通過(guò)蠕動(dòng)栗連續(xù)從底部進(jìn)水口進(jìn)入，廢水流入填充床處理水相氰化物后從出水口排出；空氣連續(xù)從底部曝氣口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)生物過(guò)濾器處理氣相揮發(fā)氰化物后從頂部出氣口排出。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述處理含氰廢水的方法，其特征在于制備所述固定化降氰細(xì)胞，選擇碎片狀的玉米芯進(jìn)行固定化，將制備得到的固定化細(xì)胞裝入反應(yīng)器，填充床裝填至容量的三分之二，生物過(guò)濾器完全裝填。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述處理含氰廢水的方法，其特征在于:向進(jìn)料罐里滴加磷酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)填充床pH值，控制填充床pH值為7.0-8.5。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述處理含氰廢水的方法，其特征在于:所述降氰細(xì)胞為芽孢桿菌、假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌。
【文檔編號(hào)】C02F101/18GK105948227SQ201610333629
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】陳向明, 葉倩, 梁文思
【申請(qǐng)人】廣西南寧明科環(huán)?？萍加邢薰?br>