[發明專利]一種利用厭氧膜生物反應器制備H2

在審

• 申請號: 202010927972.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112028237A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 辛寶平;祁詩月;董凱;王佳;陳吉;苗雅慧
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種利用厭氧膜生物反應器制備H₂S硫化沉淀處理重金屬廢水和污酸的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：液體培養基的配置和脫氧；

步驟二：厭氧MBR的接種和SBR菌群的生長；

步驟三：厭氧MBR中氣態和液態H₂S的連續穩定制取；

步驟三：氣態和液態H₂S用于污酸和重金屬廢水的硫化沉淀處理。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述厭氧MBR中膜組件或內置或外置，膜類型包括平板膜、管式膜、卷式膜或中空纖維膜，膜的孔徑為微濾或納濾，膜的材質是聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯或陶瓷等有機、無機或復合膜。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述厭氧MBR是不與空氣聯通的密閉容器；脫氧液體培養基通過自流或泵送輸入MBR之中；厭氧MBR通過膜組件泵出含H₂S(S^2-)的培養液；厭氧MBR上端收窄用于氣態H₂S的負壓抽排或自行排出。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：厭氧MBR之中接入SRB菌群，接種濃度為5％-20％(v/v)，SRB菌群包含Desulfovbrio sp.、Clostridiaceae sp.、Proteiniphilum sp.、Geotoga sp.和Sphaerochaeta sp.等多種硫酸鹽還原菌。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：液體培養基包括2.5-25g/L乳酸或丙酮酸或乙酸或乙醇或葡萄糖或淀粉或餐廚垃圾漿糊或食品廢水或釀酒廢水或淀粉廢水或制糖廢水等高濃度有機易生物降解廢水，2.5-25g/L Na₂SO₄或CaSO₄或MgSO₄(以SO₄^2-計)，0.2-2.0g/L NH₄Cl或NH₄NO₃或KNO₃或NaNO₃，0.1-1.0g/L KH₂PO₄或K₂HPO₄或Na₃PO₄，0.05-0.5g/LCaCl₂或MgCl₂和FeCl₂，0.05-0.5g/L酵母浸粉，5-50mg/L抗壞血酸，溶劑為自來水或河湖水或中水或輕工廢水，培養基pH 4.0-8.0。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：電力或蒸汽加熱液體培養基至100℃并保持20-30分鐘后降至室溫，或通入氮氣(0.5-2個溶液體積/小時)5-20分鐘；脫氧后的液體培養基自流或泵入厭氧MBR之中，再次通入氮氣5-10分鐘保證厭氧MBR所有空間隔絕空氣(氧氣)。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于：厭氧MBR安裝上攪拌或下攪拌用于MBR的慢速攪拌(10-30轉/分鐘)，電加熱或循環水加熱或蒸汽加熱控制MBR溫度為20-40℃；連續制取過程控制進出水流速度調節厭氧MBR的水力停留時間(HTM)為12-96小時，SRB種群濃度為10¹⁰-1.0×10¹²個/mL量級。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于：氣液相硫化氫總產率達到1.5-6.0公斤/天/立方米，COD去除率10％-40％，SO₄^2-還原率為15％-60％；氣態H₂S用于硫化沉淀處理時，污酸或酸洗廢水體積和厭氧MBR有效容積之比為0.1-0.5，攪拌速度為10-30轉/分鐘，24-96小時后銅的去除率80-100％、砷的去除率50-100％、鋅的去除率為80-100％、鎳的去除率80-100％、鉻的去除率70-100％、鎘的去除率80-100％、鉛的去除率80-100％；液態H₂S用于硫化沉淀處理時，重金屬廢水體積和厭氧MBR有效容積之比為0.5-1.0，攪拌速度為5-20轉/分鐘，12-48小時后銅的去除率80-100％、鋅的去除率為80-100％、鎳的去除率80-100％、鉻的去除率70-100％、鎘的去除率80-100％、錳的去除率80-100％、鈷的去除率80-100％。