[發明專利]一種生物炭負載復合酸洗沉降一體化生物淋濾設備及其方法

有效

• 申請號: 201910625455.5
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110342766B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 樓莉萍;吳純城;蔣夢瑩;謝理淳;蔡雨宸;王宇峰;田平;沈超峰;林琦;胡寶蘭
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;C02F101/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種生物炭負載復合酸洗沉降一體化生物淋濾設備及其方法，由反應器與儲蓄池構成。反應器內安裝隔板、兜網、旋流曝氣頭。儲蓄池與反應器之間由斜板相連，并在其中安裝活動隔板。本發明可應用于底泥中重金屬的生物淋濾，淋濾運行階段可利用旋流曝氣頭曝氣時所產生的旋流形成液相體系的循環流動，且在兜網內包有生物質炭顆粒或其他微生物附著物以實現微生物的附著生長。淋濾結束所產生的淋濾酸液流至儲蓄池內用于下一輪淋濾底泥的酸洗預處理。本發明復合微生物負載、旋流曝氣及預酸化處理手段，大幅減短淋濾所需時間，解決淋濾酸液pH過低需要二次處理問題，且整體裝置構建簡單，運行穩定，是一種投入成本低，運行效率高的生物淋濾反應器。

技術領域

本發明屬于重金屬污染治理領域，特別是涉及一種用于底泥的重金屬生物淋濾的設備及其方法。

背景技術

我國是一個水域面積較大的國家，每年由于航道疏浚及水體修復工程而產生大量的的疏浚底泥，其中受到重金屬污染的底泥比例頗高。相較于現階段實際工程應用中的化學或物理方法，生物淋濾技術具有綠色環保、節能低耗、處理容量大等特點。生物淋濾技術的前身是微生物濕法冶金，該技術指利用淋濾功能菌群(例如：氧化硫硫桿菌T.thiooxidans，氧化亞鐵硫桿菌T.ferrooxidans)氧化還原性物質(常見的低價硫化合物、硫粉或低價鐵化合物)以酸化淋濾液相體系或提升體系氧化還原電勢，從而實現體系中重金屬轉移到液相，再通過其他方式去除液相中的重金屬成分。

在周立祥教授及其他學者的帶領下，重金屬生物淋濾技術由理論研究輸出形成工程實際應用，實現了質的發展。然而盡管生物淋濾技術作為一種綠色環保的新興技術擁有諸多的優勢，但是其短板也相對突出。現階段應用生物淋濾技術多是通過接種含有淋濾功能菌的底泥或污泥，添加淋濾生長基質(硫粉等)后通過曝氣及底泥回流來實現淋濾的快速進行，其主要的工藝形式還是依托污水處理廠原有的污水處理設備，采用以“污泥生物淋濾—固液分離—壓濾脫水”為主體的處理。一般生物淋濾反應器利用污泥回流促使淋濾體系pH降低，并增加淋濾微生物的濃度，同時利用曝氣方式加強氧化速率。然而，污泥回流操作本身便使得淋濾單次污泥處理量下降，且在污泥回流過程中微生物的富集回用未必能完全實現，種種原因導致淋濾周期延長，淋濾效率有待進一步地提升。其次，淋濾產生的酸性廢水由于pH低，需要進行二次處理才能實現回用或排放，處理能耗及成本問題尤為突出。因此，針對重金屬生物淋濾所特有的問題，本發明提出一種高效且低能耗的去除底泥中重金屬的生物炭負載復合酸洗沉降一體化生物淋濾方法及其設備，該設備利用斜板有效的實現底泥與酸洗廢液的有效分離，并通過酸液的100％回流酸洗預處理底泥，在避免底泥回流的同時實現淋濾懸浮功能菌及H⁺資源的再利用，大大提升了淋濾效率。同時為了克服淋濾微生物富集緩慢困難的問題，本裝置利用生物質炭顆粒固定富集淋濾微生物菌群，即使不添加外來菌劑也能在多輪淋濾中高效重復使用。最后，本發明裝置通過氣體式循環曝氣加速了淋濾裝置的氧化進程。

參考文獻：

[1]吳薇,馬宏瑞,周建軍.制革污泥生物淋濾技術進展及工程可行性分析[J].中國皮革,2016,45(01):1-4+9.

[2]周順桂,周立祥,黃煥忠.生物淋濾技術在去除污泥中重金屬的應用[J].生態學報,2002(01):125-133.

[3]周立祥,王電站,王世梅.一種污泥中重金屬生物脫除工藝及其設備:,2005.

[4]周立祥,王電站.空氣提升式生物淋濾反應器:.

發明內容

為了針對實際工程利用中重金屬生物淋濾效率低下，淋濾酸液由于pH低下需要二次處理的問題，本發明提供一種高效淋濾重金屬的生物炭負載復合酸洗沉降一體化生物淋濾方法及其設備。

本發明具體采用的技術方案是：