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，整個裝置呈圓筒形，由三部分構成，各部分可自由拆分和組合，由法蘭連接。頂蓋設有氣體出口，中部為生物過濾器，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胞。此處理裝置和方法結合玉米芯吸附和生物降解兩種方法于一體，可以進行高濃度氰化物的高效處理，尤其是通過設置生物濾池來捕集氣相氰化物。反應器結構簡單，操作方便，易于加工實現(xiàn)和操作，各反應器相互間可進行串并聯(lián)組合，特別適用于高濃度的含氰廢水的治理。
【專利說明】
含氰廢水處理裝置及方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于廢水生物處理領域，尤其涉及一種含氰廢水處理裝置及方法。
【背景技術】
[0002]對于含氰廢水的處理，采用生物法處理相對于化學法具有無二次污染、條件溫和、處理和控制靈活、運行費用低等優(yōu)勢。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，在處理過程中常常面臨微生物細胞易流失、適應能力弱、對環(huán)境敏感等問題，為此可采用固定化技術來解決。國內(nèi)外報道的降氰生物反應器的類型多種多樣，序批式反應器應用最為廣泛。Huertas等在批式反應器中用類產(chǎn)堿假單胞菌CECT5344對含氰廢水進行降解；Sirianuntapiboon S.等用序批式反應器(SBR)處理含氰電鍍廢水，Cameron等在兩個串聯(lián)序批式反應器中用混合菌處理實際焦爐廢水。也有關于傳統(tǒng)厭氧污泥床反應器的報道，如Gijzen等以上流式厭氧污泥床(UASB)處理模擬含氰廢水，Turan用上升流厭氧過濾反應器處理含氰廢水并進行模擬。流化床、填充床和固定床反應器也受到廣泛研究。Babu等人將一株惡臭假單胞菌裝入氣升式流化床批式反應器內(nèi)進行固定化和氰降解;Dictora等人在固定床反應器中，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，細菌能在這些載體上固定化，反應器運行六個月后，超過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，還有關于一些特殊型式反應器的研究報道，如Sirianuntapiboon等人用包裝籠旋轉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)有許多關于氰生物降解細胞固定化及其反應器的研究報道，但是這些反應器都是針對含氰廢水的處理，并未考慮到氰化物在操作條件下不穩(wěn)定、易揮發(fā)的問題，而對空氣中的氰則未做任何處理，導致未能將氰完全凈化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種含氰廢水處理裝置及方法，本發(fā)明可同時處理水相氰化物和氣相氰化物，最大限度地進行氰的凈化，特別適用于高濃度的含氰廢水的治理。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]本發(fā)明提供的含氰廢水處理裝置，主要包括反應器，反應器由從上至下的三部分連接構成，上部為頂蓋，中部為生物過濾器，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;頂蓋設置有出氣口；生物過濾器底端設置有網(wǎng)狀擋板其上放置有固化降氰細胞;填充床柱外層包圍有水浴夾層，內(nèi)部設置有網(wǎng)狀擋板并分層放置有固定化降氰細胞，填充床上部設有出水口；填充床底部設有曝氣口和進水口，生物過濾器與填充床相互隔開，氣體可在這兩部分間上下流通。
[0007]填充床進水口處設有流量栗控制流速，可調(diào)節(jié)水力停留時間，流量栗外接有進料罐。
[0008]反應器為圓柱型，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胞裝入反應器;含氰廢水由進料罐通過蠕動栗連續(xù)從底部進水口進入，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)從底部曝氣口進入，經(jīng)過生物過濾器處理氣相揮發(fā)氰化物后從頂部出氣口排出。通過水浴調(diào)節(jié)反應器內(nèi)的溫度。
[00?2]制備所述固定化降氰細胞，選擇碎片狀的玉米芯進行固定化，將制備得到的固定化細胞裝入反應器，填充床裝填至容量的三分之二，生物過濾器完全裝填。
[0013]向進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]降氰細胞可以為芽孢桿菌、假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌。
[0015]針對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合玉米芯吸附和生物降解兩種方法于一體，可以進行高濃度氰化物的高效處理，尤其是通過設置生物過濾器來捕集氣相氰化物。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:設置了針對氣相的生物過濾器，可以解決因曝氣而產(chǎn)生的廢氣排放，從而最大限度地進行氰的凈化，對高濃度氰廢水的除氰率可達到99%以上，而且沒有氣相泄露;反應器結構簡單，操作方便，易于加工實現(xiàn)和操作，各反應器相互間可進行串并聯(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菌體進行固定化，其是一種廉價且來源廣的農(nóng)業(yè)廢料，實現(xiàn)了以廢治廢，經(jīng)濟環(huán)保。
【附圖說明】
[0017]圖1是含氰廢水處理裝置的結構示意圖。
[0018]圖中:1反應器，2頂蓋，3生物過濾器，4填充床，5出氣口，6進水口，7曝氣口，8出水口，9進料罐，1水浴。
【具體實施方式】
[0019]含氰廢水處理裝置的基本結構:
[0020]如圖1所示，本發(fā)明提供的含氰廢水處理裝置，主要包括反應器，反應器為圓柱型，材質(zhì)選用耐腐蝕、耐熱的材料。反應器由從上至下的三部分連接構成，上部為頂蓋，中部為生物過濾器，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;頂蓋設置有出氣口；生物過濾器底端設置有塑料網(wǎng)狀擋板其上放置有固化降氰細胞;填充床柱外層包圍有水浴夾層，內(nèi)部設置有塑料網(wǎng)狀擋板并分層放置有固定化降氰細胞，填充床上部設有出水口；填充床底部設有曝氣口和進水口，曝氣口裝有氣體分布器;生物過濾器與填充床相互隔開，氣體可在這兩部分間上下流通。填充床進水口處設有流量栗控制流速，可調(diào)節(jié)水力停留時間，流量栗外接有進料罐。
[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胞裝入反應器;含氰廢水由進料罐通過蠕動栗連續(xù)從底部進水口進入，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)從底部曝氣口進入，經(jīng)過生物過濾器處理氣相揮發(fā)氰化物后從頂部出氣口排出。通過水浴調(diào)節(jié)反應器內(nèi)的溫度。
[0023]結合上述基本結構和使用方法，以下通過幾個實例進一步說明本發(fā)明。
[0024]實施例1
[0025]以玉米芯為載體，橫切成圓形薄片狀，過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，過濾獲得固定化細胞，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45min。反應結束后，取樣分析，降解率為98.5%。
[0027]實施例2
[0028]單獨運行填充床反應器: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胞，氰濃度為200mg/L的含氰廢水連續(xù)由填充床下端進水口進入，從填充床上端出水口排出。進水pH值調(diào)至8.0，反應器內(nèi)運行溫度30°C，每隔12小時取樣測定出水氰濃度。調(diào)節(jié)蠕動栗使得裝置水力停留時間為24h，運行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]實施例3
[0030]單獨運行生物過濾器反應器:僅在生物過濾器中填裝片狀玉米芯固定化細胞，下部填充床柱空載，含氰廢水和氣流連續(xù)從底部進水口和進氣口進入，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。進水pH值調(diào)至8.0，反應器內(nèi)運行溫度30°C，設置水力停留時間為12h，通氣速率為17mL/s，進水氰濃度為200mg/L，每隔12h取樣測定出水以及氣體吸收液中氰濃度值。經(jīng)24h運行后出水氰化物減少為13.26mg/L，氣相出口氰化物為O，說明反應器氣相部分具有穩(wěn)定良好的處理能力。
[0031 ] 實施例4
[0032]運行復合反應器:生物過濾器和填充床兩部分均放置玉米芯固定化細胞，含氰廢水和氣流連續(xù)從底部進水口和進氣口進入，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。進水pH值為8，反應器內(nèi)運行溫度30°C，每隔12h取樣測定出水以及氣體吸收液中氰濃度值。設置水力停留時間為24h，進水pH為8.0，通氣速率為16mL/s，每12h測定出水及氣體吸收液的氰濃度，對450mg/L和650mg/L高濃度氰化物的去除率均能達到98 %，運行48h的去除率相當穩(wěn)定，維持在98 %?99 %。
【主權項】
1.一種含氰廢水處理裝置，主要包括反應器，其特征在于:所述反應器由從上至下的三部分連接構成，上部為頂蓋，中部為生物過濾器，下部為帶保溫夾層的填充床;頂蓋設置有出氣口；生物過濾器底端設置有網(wǎng)狀擋板其上放置有固化降氰細胞;填充床柱外層包圍有水浴夾層，內(nèi)部設置有網(wǎng)狀擋板并分層放置有固定化降氰細胞，填充床上部設有出水口；填充床底部設有曝氣口和進水口。2.根據(jù)權利要求1所述的含氰廢水處理裝置，其特征在于:所述進水口處設有流量栗控制流速，流量栗外接有進料罐。3.根據(jù)權利要求1或2所述的含氰廢水處理裝置，其特征在于:所述反應器為圓柱型，材質(zhì)選用耐腐蝕、耐熱的材料。4.根據(jù)權利要求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胞裝入反應器;含氰廢水由進料罐通過蠕動栗連續(xù)從底部進水口進入，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)從底部曝氣口進入，經(jīng)過生物過濾器處理氣相揮發(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胞，選擇碎片狀的玉米芯進行固定化，將制備得到的固定化細胞裝入反應器，填充床裝填至容量的三分之二，生物過濾器完全裝填。8.根據(jù)權利要求6所述處理含氰廢水的方法，其特征在于:向進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:所述降氰細胞為芽孢桿菌、假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌。
【文檔編號】C02F101/18GK105948227SQ201610333629
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】陳向明, 葉倩, 梁文思
【申請人】廣西南寧明科環(huán)?？萍加邢薰?br>