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专利号: 2020114875023
申请人: 西安建筑科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水、废水、污水或污泥的处理
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于微生物晶种的含重金属矿山废水的处理方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,生物诱导钙沉淀细菌的富集培养:从矿山废水中获取泥水混合物,按照体积比为1:(2~4)将泥水混合物和营养液I混匀,恒温培养后收集沉淀污泥;步骤2,培养液制备:向所得沉淀污泥中按照体积比为1:(2~4)加入营养液II混匀,恒温下培养3‑5天后,除去上清液,所得沉淀物再次进行培养,之后每隔一定周期更换一次营养液II,直至出现散状污泥,收集散状污泥;步骤3,生物晶种制备:将散状污泥在一定条件下离心后,按照质量比1:1向散状污泥中加入营养液III,并恒温培养;在一定的培养条件下反应,培养基底部逐渐生成生物沉淀小颗粒,搅拌混合均匀即为生物晶种;步骤4,运行方式:按照体积比为10%‑15%将生物晶种投加到待处理矿山废水中,并人工添加氯化钙,使钙和重金属的质量比控制在50‑100:1;搅拌反应,静置30~40分钟,排出上清液,收集反应溶液底部沉淀,作为下一个反应阶段晶种,此即为一个反应周期;每隔一段时间重新投放生物晶种;完成矿山废水中重金属的去除过程。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述营养液I包括以下质量比的原料:C4H4Na2O4·6H2O  0.4‑0.6g,NaHCO3  0.8‑1.2g,NaNO3  0.08‑0.12g,KH2PO40.04‑0.06g,MgCl2  0.04‑0.06g,CaCl2  0.04‑0.06g,微量元素溶液I  2mL,蒸馏水1000mL;所述微量元素溶液Ⅰ包括:以质量浓度计,0.8‑1.2g/L  EDTA、0.4‑0.6g/L  MgSO4·7H2O、0 .1‑0 .3g/L  ZnSO4、0 .08‑0 .12g/L  MnCl2·4H2O、0 .4‑0 .6g/L  FeSO4·7H2O、0 .4‑0 .6g/L CuSO4·5H2O、0.1‑0.3g/L  CoCl2·6H2O,pH值=7.0的水溶液。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述营养液II包括以下质量比的原料:C4H4Na2O4·6H2O  0.8‑1.2g,NaHCO3  0.4‑0.6g,NaNO3  0.1‑0.3g,KH2PO40.1‑0.3g,MgCl2 0.02‑0.04g,CaCl2  0.1‑0.3g,微量元素溶液II3mL,蒸馏水1000mL,pH值=7.0;所述微量元素溶液II为:以质量浓度计,0.8‑1.2g/L  EDTA、0.4‑0.6g/L  MgSO4·7H2O、0.1‑0.3g/L  CdCl2、0.1‑0.3g/L  PdCl2、0.1‑0.3g/L  NiCl2,0.08‑0.12g/L  ZnSO4、0.08‑0.12g/L  MnCl2·4H2O、0.8‑1.2g/L  FeSO4·7H2O、0.08‑0.12g/L  CuSO4·5H2O、0.18‑0.22g/L  CoCl2·6H2O,pH值=7.0的水溶液。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的营养液III包括以下质量比的原料:C4H4Na2O4·6H2O  0.4‑0.6g,NaNO3  0.08‑0.12g,KH2PO4  0.08‑0.12g,MgCl2·7H2O  0.04‑0.06g,NaCl  0.4‑0.6g,CaCl2  0.4‑0.6g,蒸馏水1000mL。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1中培养包括:以7天为一个培养周期,更换一半营养液,采用转速为140‑160rpm的摇床,富集1‑2周后,当钙离子的去除率在50%以上时,富集培养结束,收集沉淀污泥。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2中,每隔一定周期更换一次营养液II,更换次序为:第一阶段,向沉淀物中按体积比为1:1加入营养液II和含有Cd2+、Pb2+、Ni2+的5mg/L重金属混合溶液进行培养;第二阶段,倒掉第一阶段的上清液,向沉淀物中按体积比为1:2加入营养液II和含有Cd2

+、Pb2+、Ni2+的10mg/L重金属混合溶液进行培养;第三阶段,倒掉第二阶段的上清液,向沉淀物中按体积比为1:3加入营养液II和含有Cd2

+、Pb2+、Ni2+的20mg/L重金属混合溶液进行培养;第四阶段,倒掉第三阶段的上清液,加入含有Cd2+、Pb2+、Ni2+的30mg/L重金属混合溶液进行培养直至出现散状污泥,钙离子去除率在50%以上,Cd2+、Pb2+、Ni2+去除率均在70%以上时,收集散状污泥。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3中,离心条件包括:在4℃温度下,转速为6000~8000rpm。8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3中,培养条件包括:反应温度保持在25~30℃,转速为120‑150rpm;反应36~48h。9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤4中,搅拌器的转速为10‑50rpm。10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤4中:当待处理矿山废水中重金属浓度在1‑10mg/L,生物晶种在反应器中停留时间为4‑6h;当待处理矿山废水中重金属浓度在10‑20mg/L,生物晶种在反应器中停留时间为6‑8h;当待处理矿山废水中重金属浓度在20‑30mg/L,生物晶种在反应器中停留时间为8‑10h;待经过20‑100个反应周期后,当重金属去除率低于70%时,需要向待处理废水中重新投放生物晶种。