微生物治理电镀废水新技术

摘要

采用具核梭杆菌(Fusobactcrium nucleatum)、脱氮副球菌(Paracoccus dcnitrificanc)、迟钝爱德华氏菌(Edwardsiclla tarda)、厌氧消化球菌(Pcptococcus anacrobius)等复合菌治理电镀废水的新方法，可以有效地将电镀废水中的六价铬还原成三价铬，并以氢氧化铬化合物形式从水溶液中沉淀出来，达到水质净化的目的。沉淀的铬经简单的化学或物理方法，即可回收。该法处理后的水质质量好，能保证实现铬，同时实现镍、铜、锌等达标排放，无二次污染，对废水适应性强，工艺流程简单，节约能源，经济性能好，成本低。

说明书

本发明属于对电镀铬废水进行微生物治理的技术。

六价铬的某些化合物对人群有致癌作用。水溶性离子状态的Cr（VI）易被肠道吸收，透过细胞膜使某些生物分子氧化并与其结合而产生致毒作用。铬中毒能使鼻膈膜和耳膜穿孔，皮肤溃疡，口角糜烂，致消化系统功能紊乱，腹泻以及引发脑膜炎和肺癌。

铬盐是重要的无机化学产品，它广泛用于冶金、化工、轻工、机械和电子部门，这些部门所属的电镀厂、冶炼厂、合金厂、染料厂、皮革厂、木材厂和橡胶厂产生的水溶性Cr（VI）对人体和环境危害极大，使农作物和人体健康受到危害，因此，对企业铬废水的彻底治理已迫在眉睫，到了非彻底治理不可的时候了。

对含铬废水的治理已有二十年历史，六十年代中期，大多数采用化学法，如FeS还原法，FeSO₄还原法除去Cr（VI）以达到排放标准，但这些方法的污泥量大而没有解决方法逐渐充用。其后用BaCrO₄沉淀法，但此法也因收集困难，铬又不能回用，应用得较少，七十年代，化学法有了新进展，离子交换法，电解还原法由线外处理转向线内处理，减少了污泥量，占地面积和投资都减少，部分漂洗水可回用。但电解法的Fe，Cr污泥也无法进一步处理，且该法对设备腐蚀严重，电能消耗大，推广应用困难。到后来，整个电镀行业几乎全部采用了离子交换法处理废水，这被认为是治理电镀废水的标准方法。在大面积实践中，证明该法投资大，管理困难，回收的铬酸不能直接回用，零排放仍没有实现。八十年代，有反渗透法，电渗析法，薄膜蒸发法，气浮法，活性炭法，铁氧体法和萃取法等相继出现，以及电解法和离子交换法又有新的发展。其中反喷淋逆流漂洗法耗水少，Cr⁶⁺回用率高，实现了闭路循环，但此法仅适用于槽液体积小，蒸发量少的直线式镀机，而且投资大，调控难，在广大的乡镇电镀厂推广受到限制。对铬废水的治理在今后一段时间内仍然是环保科学家，冶金，化工工程师和生物学家等共同研究的课题。

罗曼恩柯（Romanenko）等曾用脱色杆菌（Bac. Dechromaticans）厌氧处理含铬废水，3天内每克干生物量可将2.1克K₂CrO₄中的Cr⁶⁺还原为Cr³⁺;H.C.谢尔波克雷诺夫等用Aeromonas>6+/L）其净化效率可与活性污泥法一样，且可缩短净化时间，降低费用1.1-1.5倍;A.M.>6+的吸附率最高达20%;K.Komori等报导用阴沟肠杆菌可还原铬酸盐;孙国玉等用铬酸盐还原菌81001号菌株加活性污泥处理电镀含铬废水有一定的效果。但这些研究仅限于采用单一菌株，并属于实验室试验。

鉴于上述在技术和研究方面存在的问题和不足，本发明的任务是提供一种处理电镀铬废水设备简单，一次净化即可达到排放标准，同时回收Cr⁶⁺，不造成二次污染，能耗小，投资成本大大低于现行化学法的微生物法新技术。

本技术根据微生物的功能和电镀废水的特点，提出了以功能菌为主的微生物净化回收废水中重金属的科学方案，即功能菌在廉价基质中生长，其代谢产物将电镀铬废水中的六价铬还原成三价铬，形成氢氧化铬化合物絮凝沉淀出来，从而达到净化废水的目的，沉淀的铬渣经过简单的化学处理，即可回收铬。

本发明的技术解决方案是：1.将来自电镀淤泥中具核梭杆菌（Fusobacterium    nucleatum）、脱氮副球菌（Paracoccus    denitrificans）、迟钝爱得华氏菌（Edwardsiella    tarda）、厌氧消化球菌（Peptococcus    anaerobius）。详细地研究了这些菌的组合、拮抵和互补功能，对金属的抗性，净化铬（Ⅵ）的条件，动力学和净化机制，验证了这些菌净化铬（Ⅵ）废水的最佳条件，并筛选了在生产上使用的廉价的生长基质。

2.利用复合菌在生长过程中，其代谢产物还原以HCrO^-₄、Cr₂O^2-₇、CrO^2-₄形式存在的Cr（Ⅵ）为Cr（Ⅲ），形成Cr（OH）₃沉淀，与菌体或其它金属离子的氢氧化物，硫化物混凝沉积而被除去。而部份Cr³⁺可被菌体表面的-OH、-CHO、-SH、-COOH、-NH等基团吸附，或通过细胞膜进入胞内参与细胞的生理代谢过程而被除去。

本发明的工艺流程为：

当功能菌在生活污水等中培养24小时后，送入净化池Ⅰ，同时送入一定体积铬废水，在该净化池Ⅰ中作用3小时后，将其溶液送入净化池Ⅱ，在净化池Ⅱ中滞留13小时后，送入沉淀池沉淀8小时，然后上清液通过砂滤排放，沉淀可用于铬回收。净化池Ⅱ和沉淀池中部分菌体可回用。整个过程：电镀废水中铬的净化率达99%以上，铬回收率在80%以上。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1.适应性：对废水中铬浓度变化适应性强，处理废水量能大能小，对废水，pH和废水成份等变化也有较好的适应性。

2.处理后的水质：能保证实现处理水中铬达标排放。处理后出水水质好，可以回用。

3.污泥量：产生的污泥量仅为化学法的1%，铬可回收利用，无二次污染，做到了对铬废水的彻底治理。

4.培养基：生长基质为普通生活污水，啤酒废水，食品废水，些废水来源方便易得，不需专门经费。

实施例1：

某中型电镀厂，日排放镀铬废水5吨，铬（Ⅵ）浓度波动范围为65.4-192.0mg/L.净化池Ⅰ，Ⅱ容积各为0.58立方米。

根据上述条件，工艺设计按上述工艺流程图。日处理铬废水量为0.5吨，生长基质取食品厂废水，BOD值范围500-1400mg/L，COD值范围1500-2000mg/L，加入的菌液浓度为1.6×10⁷个/ml。24小时后取样监测。

出水监测结果：

铬（Ⅵ）含量：低于0.5mg/L

总铬含量：低于1.0mg/L

BOD浓度：低于60mg/L

COD浓度：低于100mg/L

复合菌量：正常

出水水质完全符合国标GB8978-88污水综合排放标准。

实施例2：

某大型电镀厂，日排放电镀铬废水1-100吨，铬（Ⅵ）浓度波动范围为1-100mg/L，净化池Ⅰ，Ⅱ容积各为50立方米。

根据上述条件，工艺设计按上述工艺流程图。日处理1-100吨电镀废水，菌种为复合菌，生长基质采用1^＃，2^＃，3^＃培养基，加入菌液浓度为1.6×10⁷个/ml，3小时后，取样监测。

出水监测结果：

铬（Ⅵ）含量：低于0.1mg/L

总铬含量：低于0.5mg/L

锌含量：低于0.4mg/L

镍含量：低于0.2mg/L

铜含量：低于0.1mg/L

出水的BOD、COD、SS、pH、色度等指标均低于国标GB8978-88污水综合排放标准。