專利名稱：廢電池的無害化生物預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢電池的無害化生物預(yù)處理方法，是一項(xiàng)利用硫桿菌對廢電池進(jìn)行無害化處理的技術(shù)，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，廢電池的回收有熱預(yù)處理和酸預(yù)處理等主導(dǎo)的回收方法，這些方法的缺點(diǎn)是運(yùn)行成本高，環(huán)境條件不友善，處理過程中易于產(chǎn)生二次污染物。生物法無害化處理廢電池的研究，雖偶有報(bào)道，但仍未能擺脫先行酸化處理的做法，而且從已有的少量報(bào)道看，所用微生物也僅僅是某種菌株在提供特定培養(yǎng)基下使用效果的研究。(C.Cerruti，G.Curutchet，E.Donati.Bio-dissolution of spentnickel-cadium batteries using Thiobacillus ferrooxidans.Journal ofBiotechnology，1998，62209-219)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢電池的無害化生物預(yù)處理方法，利用混合硫桿菌菌株在不加酸預(yù)處理的條件下產(chǎn)生的硫酸，將經(jīng)破碎和篩分處理的廢電池內(nèi)容物中的重金屬溶出，從而實(shí)現(xiàn)廢舊電池的無害化。
本發(fā)明在污水或污泥或按硫桿菌培養(yǎng)基配制的營養(yǎng)鹽液中，按重量體積比w/v為0.2％～1％的量投加元素硫，并在反應(yīng)器的好氣條件下使硫桿菌獲得增殖并產(chǎn)生硫酸，導(dǎo)出的混合液經(jīng)固液分離處理，引入廢電池內(nèi)容物處理器中，對經(jīng)破碎和篩分處理的廢電池內(nèi)容物進(jìn)行重金屬的溶出處理。
本發(fā)明的技術(shù)方案包含下列步驟1、取城市污水處理廠經(jīng)沉砂池處理的污水或城市污水處理廠未經(jīng)脫水的污泥或按硫桿菌培養(yǎng)基配制的營養(yǎng)鹽液，以0.2％～1％(硫與污水或污泥或營養(yǎng)鹽液的重量體積比，w/v)的量加入元素硫，在生物反應(yīng)器中進(jìn)行曝氣馴化培養(yǎng)，當(dāng)污水或污泥的pH值低于2.0時(shí)，即得到所需的馴化硫桿菌混合培養(yǎng)液。
2、將已按0.2％～1％(w/v)的量加入元素硫的污水或污泥或營養(yǎng)鹽液，按連續(xù)流方式導(dǎo)入生物反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)制酸，同時(shí)曝氣裝置進(jìn)行連續(xù)曝氣。
3、將反應(yīng)器中導(dǎo)出的混合液經(jīng)固液分離(可采用沉淀、過濾或機(jī)械脫水等辦法)處理后，將分離液引入廢電池內(nèi)容物處理器中，對經(jīng)破碎和篩分處理的廢電池內(nèi)容物進(jìn)行重金屬的溶出處理，處理時(shí)間一般為3～6天。
4、溶出處理后的上清液即可進(jìn)行常規(guī)的理化法(絡(luò)合、化學(xué)沉淀、電解或離子交換樹脂法)后處理。
為進(jìn)一步降低大生產(chǎn)成本，提高處理效果，可對上述第一步所得的馴化硫桿菌混合培養(yǎng)液進(jìn)行硫桿菌擴(kuò)增培養(yǎng)處理，方法是將已馴化處理的培養(yǎng)液以1％～5％的量(體積比，v/v)投放到連續(xù)流入大容積生物反應(yīng)器內(nèi)的污水或液態(tài)污泥或按普通硫桿菌培養(yǎng)基配制的營養(yǎng)鹽液中，同時(shí)按0.2％～1％的量(w/v)投加元素硫，進(jìn)行好氣培養(yǎng)，直至大容積生物反應(yīng)器中污水或污泥或營養(yǎng)鹽液的pH值低于2.0。然后再繼續(xù)第二步，在大容積生物反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)已投加0.2％～1％(w/v)元素硫的污水或污泥或營養(yǎng)鹽液，進(jìn)行連續(xù)制酸。
從污水或污泥或營養(yǎng)鹽液中分離出來的固相部分(用營養(yǎng)鹽液制酸過程中幾乎不產(chǎn)生可分離的固相物質(zhì))經(jīng)石灰中和后可作農(nóng)用或其它處置；進(jìn)行重金屬溶出處理后的廢電池殘?jiān)勺魈盥竦忍幹谩?br> 本發(fā)明的要點(diǎn)是，以污水或污泥或培養(yǎng)鹽液中本身含有的營養(yǎng)鹽以及添加的元素硫?yàn)榱驐U菌生長基質(zhì)，使硫桿菌得到大量增殖，元素硫被硫桿菌轉(zhuǎn)化為硫酸，在此過程中產(chǎn)生的硫酸用于電池內(nèi)容物的溶出處理，從而實(shí)現(xiàn)廢電池中重金屬的無害化預(yù)處理。其中以污水或污泥為硫桿菌生長的營養(yǎng)鹽來源時(shí)，處理成本更低，而以按硫桿菌培養(yǎng)基配制的營養(yǎng)鹽液為營養(yǎng)鹽來源時(shí)，處理成本高些，但初始酸化時(shí)間快。


下面結(jié)合本發(fā)明的附圖作詳細(xì)說明。
附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
由圖可見，本發(fā)明工藝流程采用的裝置主要包括生物反應(yīng)器1、固液分離器2、廢電池內(nèi)容物處理器3等，生物反應(yīng)器1通過引入管5引入混有0.2％～1％(w/v)元素硫的污水或污泥或營養(yǎng)鹽液，通過混合液導(dǎo)出管6連接到固液分離器2，固液分離器2通過分離液導(dǎo)出管7與廢電池內(nèi)容物處理器3相連，并通過下部的固體殘余物導(dǎo)出管8導(dǎo)出殘?jiān)瑥U電池內(nèi)容物處理器3通過上清液導(dǎo)出管9送出上清液進(jìn)行回收處理，通過下方的廢電池殘?jiān)鼘?dǎo)出管10導(dǎo)出殘?jiān)?，處理?上安裝攪拌裝置11，生物反應(yīng)器混合液回流管12從混合液導(dǎo)出管6接出，連接到生物反應(yīng)器1，生物反應(yīng)器1還與曝氣裝置4連接。
本發(fā)明工藝運(yùn)行步驟為生物反應(yīng)器1內(nèi)裝有加入0.2％～1％(w/v)元素硫的污水或污泥或營養(yǎng)鹽液，并己酸化為pH低于2.0，將同樣混有0.2％～1％(w/v)元素硫的污水或污泥，按連續(xù)流方式導(dǎo)入反應(yīng)器1中，并通過曝氣裝置4進(jìn)行連續(xù)曝氣，同時(shí)將反應(yīng)器1中的混合液由混合液導(dǎo)出管6導(dǎo)出，經(jīng)固液分離器2進(jìn)行固液分離處理后，污水或污泥固體殘余物由導(dǎo)出管8導(dǎo)出，而所得分離液由分離液導(dǎo)出管7引入廢電池內(nèi)容物處理器3中，在攪拌條件下進(jìn)行電池重金屬的浸提與溶出處理。廢電池內(nèi)容物經(jīng)溶出處理后，殘?jiān)蓪?dǎo)出管10導(dǎo)出，而上清液由導(dǎo)出管9導(dǎo)出進(jìn)行常規(guī)方法的重金屬回收處理?；亓鞴?2的設(shè)置在于部分回用導(dǎo)出混合液中的硫桿菌，以增進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的積極效果在于污水或污泥原本是需要投入資金進(jìn)行處理的環(huán)境污染物，但是其中含有土著的硫桿菌，本發(fā)明正是利用這一點(diǎn)并結(jié)合硫桿菌的生理特點(diǎn)，進(jìn)行增殖和制酸，以所得的酸對廢電池重金屬進(jìn)行溶出處理；以營養(yǎng)鹽液進(jìn)行的制酸處理，其成本雖較污水或污泥為高，但仍不失為一種成本低廉的辦法。本發(fā)明與其它方法相比，在常溫下操作，運(yùn)行成本低、操作方便、操作環(huán)境友善，重金屬溶出效果在處理3天后，可達(dá)50％～80％以上，處理6天后，可達(dá)80％～96％以上。用作材料的污水或污泥或培養(yǎng)鹽液經(jīng)固液分離器處理后的殘?jiān)?用營養(yǎng)鹽液制酸過程中幾乎不產(chǎn)生可分離的固相物質(zhì))經(jīng)石灰中和后可用作農(nóng)肥處置，其中的重金屬含量能完全達(dá)到污泥農(nóng)用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB4248-84)。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
權(quán)利要求
1.一種廢電池的無害化生物預(yù)處理方法，其特征在于包含下列的步驟(1)取污水處理廠沉砂池污水或污水處理廠未經(jīng)脫水的污泥或按硫桿菌培養(yǎng)基配制的營養(yǎng)鹽液，以重量體積比w/v為0.2％～1％的量加入元素硫，在生物反應(yīng)器中進(jìn)行曝氣培養(yǎng)至pH值低于2.0，得到馴化硫桿菌混合培養(yǎng)液；(2)將已按w/v為0.2％～1％的量加入元素硫的污水或污泥或營養(yǎng)鹽液，按連續(xù)流方式導(dǎo)入反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)制酸，并通過曝氣裝置進(jìn)行連續(xù)曝氣；(3)將反應(yīng)器中的混合液導(dǎo)出，經(jīng)固液分離處理后，將分離液引入廢電池內(nèi)容物處理器中，對經(jīng)破碎和篩分處理的廢電池內(nèi)容物進(jìn)行重金屬的溶出處理；(4)溶出處理后的上清液用常規(guī)理化法進(jìn)行重金屬回收處理。
2.如權(quán)利要求1所說的一種廢電池的無害化生物預(yù)處理方法，其特征在于對所得的馴化硫桿菌混合培養(yǎng)液進(jìn)行擴(kuò)增培養(yǎng)處理，將已馴化處理的培養(yǎng)液以體積比v/v為1％～5％的量，投放到連續(xù)流入大容積生物反應(yīng)器內(nèi)的污水或液態(tài)污泥或按普通硫桿菌培養(yǎng)基配制的營養(yǎng)鹽液中，同時(shí)按w/v為0.2％～1％的量投加元素硫，進(jìn)行好氣培養(yǎng)，直至大容積生物反應(yīng)器中污水或污泥或營養(yǎng)鹽液的pH值低于2.0，再進(jìn)行連續(xù)制酸。
3.一種廢電池的無害化生物預(yù)處理裝置，其特征在于生物反應(yīng)器(1)接有引入管(5)，其混合液導(dǎo)出管(6)連接到固液分離器(2)，固液分離器(2)下部有固體殘余物導(dǎo)出管(8)，固液分離器(2)通過分離液導(dǎo)出管(7)與廢電池內(nèi)容物處理器(3)相連，廢電池內(nèi)容物處理器(3)有上清液導(dǎo)出管(9)及廢電池殘?jiān)鼘?dǎo)出管(10)，廢電池內(nèi)容物處理器(3)上安裝攪拌裝置(11)，生物反應(yīng)器混合液回流管(12)從混合液導(dǎo)出管(6)接出，連接到生物反應(yīng)器(1)，生物反應(yīng)器(1)還與曝氣裝置(4)連接。
全文摘要
一種廢電池?zé)o害化生物預(yù)處理方法,在污水或污泥或按硫桿菌培養(yǎng)基配制的營養(yǎng)鹽液中,按重量體積比w/v為0.2%～1%的量投加元素硫,并在反應(yīng)器的好氧條件下使硫桿菌獲得增殖并產(chǎn)生硫酸,導(dǎo)出的混合液經(jīng)固液分離處理,引入廢電池內(nèi)容物處理器中,對經(jīng)破碎和篩分處理的廢電池內(nèi)容物進(jìn)行重金屬的溶出處理。本發(fā)明方法在常溫下進(jìn)行,不需進(jìn)行加酸預(yù)處理,可連續(xù)運(yùn)行,操作簡便、操作環(huán)境友善、成本低廉。經(jīng)3～6天的處理,可使廢電池內(nèi)容物中的重金屬大部分溶出。
文檔編號B09B5/00GK1332482SQ01126460
公開日2002年1月23日 申請日期2001年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月14日
發(fā)明者朱南文, 賈金平, 王士芬 申請人:上海交通大學(xué)