[發明專利]復合填料柱機構、細菌的固定化方法及浸出液處理方法

有效

• 申請號: 201711108193.2
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107673486B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 李澤兵;孫占學;蔣亞飛;周仲魁;劉帥;張曉玲;毛敬巖;張艷梅;王學剛;史維俊
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

本發明公開了一種復合填料柱機構，包括殼體和蠕動泵，殼體內由下至上設有環形微孔曝氣管和復合填料，微孔曝氣管水平設置，所述復合填料包括混合均勻的K3填料和改性聚氨酯泡沫填料，K3填料和改性聚氨酯泡沫填料的堆積體積比為3：1；微孔曝氣管通過通氣管連接有空氣泵，殼體底部與蠕動泵出口相連接，蠕動泵的進口連接有原液池；殼體與復合填料頂端之間設有出液口。本發明還公開了使用上述復合填料柱的嗜酸性氧化亞鐵細菌的固定化方法，以及使用上述復合填料柱機構的混合礦噸級柱浸浸出液的處理方法。本發明可對Fe³⁺再生池進行升級改造，復合填料柱機構對酸性柱浸浸出液的Fe²⁺具有較好的氧化效果，對各濃度區間的亞鐵同樣具有穩定的氧化效果。

技術領域

本發明涉及嗜酸性氧化亞鐵細菌的固定技術。

背景技術

作為一種主要的嗜酸性氧化亞鐵細菌，嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌是一類嗜酸，化能自養，革蘭氏陰性細菌；最適生長溫度30℃，最適pH為1.8；可氧化二價鐵、非+6價硫、氫和甲酸鹽，主要的應用價值為鐵和硫的氧化功能。因獨特的鐵和硫氧化性質，其在生物浸礦、廢舊線路板銅浸出、剩余污泥生物淋濾、改善市政污泥脫水性能和煙氣脫硫等方向均有廣泛應用。

采用適宜的生物膜反應器固定嗜酸性氧化亞鐵微生物，可獲得穩定、高效的鐵和硫氧化效果。生物膜反應器固定嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌主要有兩種菌落固定形式：（1）多孔填料的細菌內部固定，已用載體包括聚氨酯泡沫填料、火山巖等；（2）依靠胞外聚合物和黃鐵釩吸附膠連的表面固定，已用載體包括軟性填料等。

黃鐵釩是酸性鐵氧化系統中不可避免的產物，不管是內部固定，還是表面固定，黃鐵釩在系統運行初期對細菌的生長和富集都有較好的促進作用。首先，對于內部固定模式來說，系統啟動時間相對較短，但長期運行或系統中鐵濃度升高均會帶來大量的黃鐵釩沉淀，堵塞填料空隙，限制系統的鐵氧化能力。其次，對于表面固定系統來說，系統啟動時間相對較長，同時環境因素易于限制系統活性，有毒有害元素的進入、溫度驟降、曝氣供氧驟停或者底物不足等，都將導致系統活性受到顯著抑制，且活性恢復期長達10天以上。因此，上述兩種方式均存在缺點和不足。

針對前述問題，本發明提供了一種嗜酸性氧化亞鐵細菌內部固定和表面固定結合的方法，既解決黃鐵釩堵塞空隙降低系統容積效能的問題，又解決表面固定存在的穩定性和恢復周期長的問題。本方法既可采用氧化槽形式，又可采用氧化柱形式，還可直接應用于現有生產裝置的改造和升級。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合填料柱機構，進行嗜酸性氧化亞鐵細菌掛膜后兼有內部固定和表面固定的優點。

為實現上述目的，本發明的復合填料柱機構包括殼體和蠕動泵，殼體內由下至上設有環形微孔曝氣管和復合填料，微孔曝氣管水平設置，所述復合填料包括混合均勻的K3填料和改性聚氨酯泡沫填料，K3填料和改性聚氨酯泡沫填料的堆積體積比為3：1；

微孔曝氣管通過通氣管連接有空氣泵，殼體底部通過管道與蠕動泵出口相連接，蠕動泵的進口通過管道連接有原液池；

復合填料頂端低于殼體頂端，殼體與復合填料頂端之間圍成出液腔，出液腔側壁設有出液口，出液口通過出液管連接有出液池；

出液口處的出液管通過三通接頭連接有回流管，回流管與原液池頂部相連接；以液體的流動方向為前向，三通接頭前方的出液管上設有第一閥門，三通接頭前方的回流管上設有第二閥門。

所述復合填料處的殼體側壁上下均勻間隔設有若干取樣口；所述殼體外設有用于檢測pH值的第一酸度計和用于檢測氧化還原電位的第二酸度計；第一酸度計和第二酸度計的探頭分別伸入殼體內的復合填料內。

本發明的目的還在于提供一種使用上述復合填料柱的嗜酸性氧化亞鐵細菌的固定化方法，兼有內部固定和表面固定的優點。

為實現上述目的，本發明嗜酸性氧化亞鐵細菌的固定化方法依次按以下步驟進行：