湖北省益境環(huán)?div id="m50uktp" class="box-center"> ?萍加邢薰?!-- 益境環(huán)?div id="jfovm50" class="index-wrap">?萍?font style="font-size:22px;">-專業(yè)從事各種廢水處理及回用工程 -->
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近幾年來我國(guó)重金屬污染嚴(yán)重
SRB[7,8,9]通常指的是能通過異化作用進(jìn)行硫酸鹽(SO2-4)還原的一類細(xì)菌.SRB能夠把水中的SO2-4還原成負(fù)二價(jià)硫離子(S2-),S2-與重金屬離子反應(yīng)
本試驗(yàn)采用下向流厭氧生物濾池對(duì)含Cd2+廢水進(jìn)行去除.試驗(yàn)裝置由3部分組成:原水配水部分
?div id="m50uktp" class="box-center"> 、僭? ②進(jìn)水泵; ③流量計(jì); ④閥門; ⑤硫酸鹽還原生物濾池; ⑥取樣口; ⑦反沖洗水泵; ⑧反沖洗水箱
圖1 試驗(yàn)裝置示意
原水配水部分由1個(gè)水箱組成
厭氧生物濾池:濾池由有機(jī)玻璃制成,直徑110 mm
試驗(yàn)菌株來自Cd污染土壤
,取不同地點(diǎn)多份含Cd污染的土壤,在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行菌株的分離、 純化及培養(yǎng),最終篩選出高效的SRB純菌株.試驗(yàn)中對(duì)富集培養(yǎng)好的SRB純菌株進(jìn)行離心濃縮,制成菌株的濃縮液.利用細(xì)胞包埋固定化技術(shù)將濃縮液同沸石結(jié)合制成具有生物活性的載體填料加入?yún)捬跎餅V池進(jìn)行SRB的馴化培養(yǎng).待馴化穩(wěn)定后
,研究生物濾池初期和穩(wěn)定期對(duì)Cd2+、 COD和SO2-4的去除效果,穩(wěn)定期生物濾池中Cd2+、 COD和SO2-4的沿層變化及進(jìn)水Cd2+濃度、 濾速(V)對(duì)Cd2+去除的影響. 1.3 試驗(yàn)原水水質(zhì)及運(yùn)行參數(shù) 試驗(yàn)進(jìn)水是根據(jù)采集到的湖南省株洲市工業(yè)園區(qū)附近含Cd廢水的水質(zhì)情況,在本次試驗(yàn)中采取人工配水的方式來模擬,廢水水質(zhì)各種主要指標(biāo)如表1所示.表1 原水水質(zhì)
本試驗(yàn)采用人工配水
,就生物濾池對(duì)含Cd廢水的處理效果進(jìn)行初步研究,穩(wěn)定后在株洲市工業(yè)園區(qū)進(jìn)行中試試驗(yàn),進(jìn)一步考察生物濾池對(duì)實(shí)際廢水的處理效果.在人工配制廢水中碳源采用乳酸鈉,硫酸鹽采用無水硫酸鈉,重金屬鎘采用硝酸鎘.運(yùn)行參數(shù):濾速0.4~1.0 m ·h-1; 溫度18.0~22.3℃; 反沖洗強(qiáng)度10 L ·(s ·m2)-1; 反沖洗歷時(shí)3 min; 反沖洗周期20 d. 1.4 分析項(xiàng)目及方法
所有檢測(cè)項(xiàng)目均采用國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法[19]. Cd2+濃度的檢測(cè)采用原子吸收法,檢測(cè)儀器為AAS vario 6型原子吸收儀;SO2-4濃度的檢測(cè)采用離子色譜法
,檢測(cè)儀器為IC型離子色譜儀;COD值采用聯(lián)華科技的5B-3F型COD 快速測(cè)定儀; pH值采用pHS-2C型pH計(jì)測(cè)定,測(cè)定前用標(biāo)準(zhǔn)pH緩沖溶液進(jìn)行校正;溶解氧(DO):手提式DO測(cè)試儀;水溫:手提式DO測(cè)試儀. 2 結(jié)果與討論 2.1 運(yùn)行初期生物濾池對(duì)Cd2+、 COD及SO2-4的去除效果 首先對(duì)SRB進(jìn)行包埋固定化,并對(duì)建立好的生物濾池進(jìn)行培養(yǎng)馴化,完成后保證生物濾池正常進(jìn)出水,進(jìn)水DO≤0.8 mg ·L-1圖2 運(yùn)行初期生物濾池對(duì)Cd2+的去除效果
圖3 運(yùn)行初期生物濾池對(duì)COD的去除效果
圖4 運(yùn)行初期生物濾池對(duì)SO2-4的去除效果
由圖2可知,最初生物濾池對(duì)Cd2+的去除率為60%
,隨后逐漸提高,運(yùn)行7 d后達(dá)到95%以上,運(yùn)行20 d后,去除率稍有下降.這是由于生物濾池運(yùn)行初期反沖洗過程中有一定的菌量流失,造成對(duì)Cd2+的去除率有所降低.但隨著生物濾池運(yùn)行的穩(wěn)定,反沖洗過程對(duì)其影響逐漸變小,從第25 d至第46 d的運(yùn)行中,進(jìn)水Cd2+濃度在5 mg ·L-1左右,出水可以達(dá)到0.1 mg ·L-1,達(dá)到國(guó)家《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 343-2010)中對(duì)Cd的排放要求.由圖3可知
,在初始階段為加快濾池內(nèi)細(xì)菌的增殖,控制生物濾池進(jìn)水COD在220~250 mg ·L-1左右,出水COD為170 mg ·L-1左右,大部分的COD未被消耗掉,培養(yǎng)10 d后COD的去除量增加,到達(dá)75 mg ·L-1左右,說明生物濾池內(nèi)SRB的菌量在增多且細(xì)菌的生物活性在增強(qiáng),但大部分有機(jī)物仍未被消耗掉.從第10 d到第29 d,保持進(jìn)水COD濃度不變,出水中COD維持在150 mg ·L-1左右.運(yùn)行30d后,降低進(jìn)水中COD的濃度,出水濃度也隨之降低,且由圖2可知此時(shí)生物濾池對(duì)Cd2+的去除未降低,說明進(jìn)水COD為70 mg ·L-1左右時(shí),可以完全維持生物濾池內(nèi)SRB的菌量及活性,保證生物濾池對(duì)5 mg ·L-1的Cd2+的去除.由圖4可知
,在生物濾池運(yùn)行初期,生物濾池對(duì)SO2-4的去除率較低,SO2-4的去除量維持在40~50 mg ·L-1.當(dāng)進(jìn)水SO2-4為250 mg ·L-1左右時(shí),去除率只有10%~25%.從第41 d起,SRB還原SO2-4逐步增強(qiáng),去除率也相應(yīng)提高,生物濾池開始進(jìn)入穩(wěn)定期.結(jié)合圖2~4的分析可知,在連續(xù)46 d的運(yùn)行中
,生物濾池對(duì)Cd2+Cd2+濃度的變化會(huì)引起Cd2+容積負(fù)荷的變化,當(dāng)Cd2+容積負(fù)荷增大到某一值
圖5 進(jìn)水Cd2+濃度對(duì)Cd2+去除的影響
2.3 穩(wěn)定運(yùn)行期
在生物濾池運(yùn)行初期后,進(jìn)行了32 d的穩(wěn)定運(yùn)行.在穩(wěn)定運(yùn)行期間
,生物濾池進(jìn)水Cd2+為12.0~14.0 mg ·L-1,COD為60~80 mg ·L-1,SO2-4為250~300 mg ·L-1,V=0.4 m ·h-1,HRT=3 h.生物濾池中Cd2+、 COD和SO2-4濃度的變化情況如圖6,7,8所示.圖6 穩(wěn)定運(yùn)行期生物濾池對(duì)Cd2+的去除效果
圖7 穩(wěn)定運(yùn)行期生物濾池對(duì)COD的去除效果
圖8 穩(wěn)定運(yùn)行期生物濾池對(duì)SO2-4的去除效果
2.3.1 生物濾池對(duì)Cd2+的去除效果
由圖6可知
,在連續(xù)32 d的穩(wěn)定運(yùn)行過程中生物濾池對(duì)Cd2+具有良好的去除效果,在進(jìn)水Cd2+為12.0~14.0 mg ·L-1時(shí),連續(xù)32 d對(duì)Cd2+的去除率≥99%,出水中Cd2+≤0.1 mg ·L-1,達(dá)到國(guó)家《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 343-2010)中對(duì)Cd的排放要求.廢水流經(jīng)生物濾池時(shí),通過濾池中SRB的作用生物濾池對(duì)SO2-4的去除效果如圖8可知,在連續(xù)32 d的穩(wěn)定運(yùn)行過程中生物濾池對(duì)Cd2+具有良好的去除效果
為了更清楚地了解生物濾池Cd2+
圖9 不同厚度濾層對(duì)Cd2+
2.4 濾池V對(duì)Cd2+去除效果的影響
在生物濾池運(yùn)行初期及穩(wěn)定期濾速V=0.4 m ·h-1,生物濾池對(duì)Cd2+有穩(wěn)定的去除效果.由圖9可知生物濾池的下半部分濾層未全部發(fā)揮作用
圖10 濾速對(duì)濾池出水中Cd2+濃度的影響
3 試驗(yàn)工藝分析
本試驗(yàn)所采用的是模擬一級(jí)生物濾池去除含Cd2+廢水的工藝,采用包埋固定化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了硫酸鹽還原生物濾池的快速生物馴化.此工藝的關(guān)鍵是將SO2-4還原
4 結(jié)論
(1)在18.0~22.3℃條件下
(2) 進(jìn)水Cd2+濃度對(duì)生物濾池去除Cd2+有一定的影響.V=0.4 m ·h-1時(shí)
(3)在穩(wěn)定期生物濾池對(duì)Cd2+、 SO2-4及COD的去除率分別達(dá)到99%
(4)在穩(wěn)定運(yùn)行期間
(5) V是影響生物濾池去除Cd2+的重要因子.V<0.6 m ·h-1時(shí)
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