同步去除農(nóng)業(yè)面源污水中多種重金屬污染的方法及其裝置：⑴周叢生物富集與培養(yǎng)：將購置的彈性填料消毒后，放置在提取的自然農(nóng)田水體中，富集、培養(yǎng)周叢生物；⑵周叢生物接種至周叢生物反應(yīng)器；⑶設(shè)置在周叢生物反應(yīng)裝置厭氧反應(yīng)池與好氧反應(yīng)池中的單極周叢生物反應(yīng)器調(diào)試運行：周叢生物反應(yīng)裝置的好氧反應(yīng)池（好氧段）為負壓，水與周叢生物產(chǎn)生反應(yīng)，重金屬物質(zhì)被轉(zhuǎn)化、吸附和吸收；⑷多級周叢生物反應(yīng)器水質(zhì)凈化：將多個單極周叢生物反應(yīng)器布設(shè)串聯(lián)，提高進水負荷，減少停留時間，增加去除多種重金屬效率。本發(fā)明專利技術(shù)方法具有簡單、易行，不發(fā)生“中毒”現(xiàn)象等特點，尤其具有去除農(nóng)業(yè)面源污水中多種重金屬的特點。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于生態(tài)與環(huán)境保護領(lǐng)域，設(shè)及農(nóng)業(yè)面源污染領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種利用周 叢生物反應(yīng)器同步去除農(nóng)業(yè)面源污水中多種重金屬污染的方法。本專利技術(shù)還設(shè)及該種方法所 使用的設(shè)備；周叢生物反應(yīng)裝置。
技術(shù)介紹
重金屬污染是危害最大的水污染問題之一。重金屬通過礦山開采、金屬冶煉、金屬 加工及化工生產(chǎn)廢水、化石燃料的燃燒、施用農(nóng)藥化肥和生活垃圾等人為污染源，W及地 質(zhì)侵蝕、風(fēng)化等天然源形式進入水體。該些重金屬廢水如果未經(jīng)有效處理就排放到自然環(huán) 境，很容易在生物體內(nèi)富集，并沿著食物鏈產(chǎn)生放大效應(yīng)，最終對高居食物鏈頂端的人類構(gòu) 成健康威脅。重金屬污染具有W下特征： (1).毒性強。一般，重金屬濃度在1.0~lOmg。時，即可產(chǎn)生毒性；毒性較強的隸、簡 等在0. 001~0.1 mgL-i時即具有毒害作用。[000引 （2).難降解。重金屬不能降解，只能通過改變其化合價和化合物種類，來保持穩(wěn)定 性或降低毒性；但是在微生物的作用下，也可能轉(zhuǎn)化為毒性更強的有機化合物，如無機隸在 天然水體中，可W被微生物轉(zhuǎn)化為毒性更強的甲基隸。 (3).易富集。重金屬可W沿著食物鏈，成千上萬倍地在生物體富集，因而容易在人 體器官中積累，導(dǎo)致中毒。例如，淡水魚可富集隸1000倍、簡3000倍、神330倍、銘200倍 等；藻類對隸的富集可達1000倍、銘4000倍。 (4).毒性久。重金屬進入生物體W后，不W離子的形式存在，而是與體內(nèi)有機成分 (蛋白質(zhì)、核酸、維生素、激素等）結(jié)合成金屬絡(luò)合物或馨合物，該些金屬絡(luò)合物或馨合物在 生物體內(nèi)不易排出，因而具有長期毒害效應(yīng)。 目前，重金屬廢水處理方法主要有=種：第一種化學(xué)法，通過化學(xué)反應(yīng)將重金屬 離子去除的方法，包括化學(xué)沉淀法、化學(xué)還原法、電化學(xué)和高分子重金屬捕集劑法等。第二 種物理法，在不改變重金屬離子化學(xué)形態(tài)的條件下，通過吸附、濃縮而分離的方法，包括吸 附法、溶劑萃取法、蒸發(fā)和凝固法、離子交換法和膜分離法等。第=類是生物法，主要是借助 微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除重金屬的方法，包括生物絮凝、植物修復(fù) 和生物吸附。該些方法可望獲得較好的處理效果，但普遍存在二次污染重、處理成本高、應(yīng) 用規(guī)模小、對低濃度重金屬處理效果差等缺點，因而難于在生產(chǎn)中實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。 例如，化學(xué)沉淀法，廣泛應(yīng)用于工業(yè)重金屬廢水處理中比較有效的方法，是向水 體中投加化學(xué)藥品，通過沉淀反應(yīng)去除重金屬離子的方法，主要包括氨氧化物沉淀、硫化 物沉淀和鐵氧體法。但若操作中抑值若控制不當(dāng)，重金屬離子將會再次溶解；對稀溶液 中重金屬去除效果不好；同時沉淀體積量大、含水率高、過濾困難，易造成二次污染。而物 理方法中，吸附法較為常見，吸附法是利用一些多孔性物質(zhì)為吸附劑去除廢水中重金屬離 子的方法。但吸附法主要是非選擇性吸附，從而對重金屬污染物的去除不具備選擇性，無 法針對特殊的廢水去除特定的重金屬離子。專利技術(shù)專利（CN201410420016、CN102600777A、 CN102583619A、CN104289185A)都對重金屬離子吸附劑的制備進行改良，有納米鐵球吸附 劑，也有植物生物質(zhì)復(fù)合吸附劑等，該些吸附劑制作成本較高，不易推廣，最為致命的缺點 是該些吸附材料在長期的使用過程中容易杜塞，造成重金屬去除效率的不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生 二次污染。[000引生物法則是最近比較新起的一種，也是一種環(huán)境友好型的方法。按照生物構(gòu)成分 類，目前生物法去除重金屬的方法包括兩類，一是利用大型植物(或稱超富集植物）來去除 污水中的重金屬，二是利用微生物來固定污水中的重金屬。在實際污水處理工程中，微生物 的方法應(yīng)用更為廣泛。其中，生物膜法是一種重要的利用微生物去除污水中重金屬的方法， 它是依靠附著在載體上的微生物群落吸收和吸附污水中的重金屬達到水質(zhì)凈化的效果。通 過調(diào)研，現(xiàn)在將去除污水中重金屬的典型生物方法(尤其設(shè)及微型生物的方法）歸納如下： 微曝氣強化生態(tài)浮床(專利申請?zhí)枺籆N201410553914)根據(jù)微曝氣強化生態(tài)浮床使用的 實際情況，搭建完整的微曝氣強化生態(tài)浮床裝置，，利用空壓機和空氣流量計組合控制曝氣 量，在操作上較為簡便，而且運行較為穩(wěn)定，而且避免了由于曝氣量過大帶來的能源損耗， 起到了節(jié)能的作用。 基于投加藥劑(結(jié)構(gòu)態(tài)鐵）的多級逆流反應(yīng)一體化裝置(專利【申請?zhí)枴?CN201410550568)同步去除多種重金屬離子的方法，預(yù)處理后的重金屬廢水通入結(jié)構(gòu)態(tài) 鐵-立式多級反應(yīng)系統(tǒng)，根據(jù)廢水的性質(zhì)W及其中重金屬的種類和濃度采用適宜的反應(yīng)器 級數(shù)；藥劑通過與廢水按逆流混合的方式在反應(yīng)器的混合反應(yīng)池內(nèi)充分接觸、攬拌反應(yīng)，然 后溶液進入該級反應(yīng)器的沉淀池實現(xiàn)固液分離；分離后的上清液經(jīng)檢測達到排放標(biāo)準(zhǔn)，貝U 出水排放；若出水未達到排放標(biāo)準(zhǔn)，則繼續(xù)進入下一級反應(yīng)器，重復(fù)處理污水，直至出水達 標(biāo)。 修復(fù)地下水中重金屬神和簡的方法和裝置(專利申請?zhí)枺籆N201410529859和 CN201410529793)所述經(jīng)水累抽提的地下水由進水口進入沉淀區(qū)經(jīng)攬拌，將部分神、簡與水 體分離，加入絮凝劑，隨后進入濃縮區(qū)，在擋水隔板和半滲透膜(或堿性陰離子樹脂和離子 交換區(qū)）的作用下，部分神、簡濃縮并與地下水水體分離，隨后進入微電解區(qū)將地下水進行 電解，進一步對水質(zhì)中神、簡進行處理。后通入離子交換區(qū)，再出水，出水樹脂神、簡去除率 達90% W上。[001U 生物吸附劑、固定床反應(yīng)器(專利申請?zhí)枺籆N201410487854)提供了一種用于重金 屬污水處理的生物吸附劑，由雙抱茹改性制備得到，用于吸附污水中的重金屬離子，吸附容 量高且再生后吸附容量無明顯下降。還提供了一種用于重金屬污水處理的固定床反應(yīng)器、 重金屬污水的處理方法。 利用積雪草和微生物聯(lián)合去除±壤或水體中重金屬的方法(專利【申請?zhí)枴?CN201410365418)公開了一種利用積雪草和微生物聯(lián)合去除±壤或水體中重金屬的方法， 所述方法包括；在含有重金屬的±壤或水體中種植積雪草；定期收割積雪草并保留積雪草 在±壤或水體中的部分；將哈茨木霉菌菌液接種到積雪草根部。本專利技術(shù)能夠同時去除受污 染±壤或水體中的鉛、鋒、簡。 一種培養(yǎng)紫紋羽卷擔(dān)菌菌皮去除水體中重金屬的方法(專利【申請?zhí)枴?CN201410315337)提供了一種培養(yǎng)紫紋羽卷擔(dān)菌菌皮去除水體中重金屬的方法，首先準(zhǔn)備 紫紋羽卷擔(dān)菌種；菌種培養(yǎng)；分別培養(yǎng)=級液體菌種和=級固體菌種；吸附培養(yǎng)料制作；重 金屬污水處理；菌皮和廢棄培養(yǎng)料的厭氧液化處理；重金屬回收；水體中紫紋羽卷擔(dān)菌菌 絲體的殺滅。本專利技術(shù)的有益效果是治理含有重金屬離子的污染水成本且不會造成水體的二 次污染，但是由于其單一的微生物構(gòu)成，一單遇到成分復(fù)雜巧日含多種重金屬）的面源污水 時，可能會發(fā)生微生物中毒現(xiàn)象。 一種去除畜禽養(yǎng)殖廢水中重金屬的方法(專利申請?zhí)枺籆N201410267949)公開了一 種去除畜禽養(yǎng)殖廢水中重金屬的方法，屬于禽畜養(yǎng)殖業(yè)廢水處理
本專利技術(shù)通過先 將畜禽養(yǎng)殖廢水A混合均勻后，再經(jīng)過填料層充分吸附，充分凈化后即得去除禽畜養(yǎng)殖廢 水中的重金屬Cd"、化 6\化"、Mn"后的畜禽養(yǎng)殖廢水。本專利技術(shù)操作簡單，不消耗動力，可大 大節(jié)省運行成本。該方法可用于人工濕地進本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種利用周叢生物反應(yīng)器同步去除農(nóng)業(yè)面源污水中多種重金屬污染的方法，其特征在于，步驟如下：⑴.?周叢生物富集與培養(yǎng)：將購置的彈性填料消毒后，放置在提取的自然農(nóng)田水體中，在光照強度2500?50000Lux、溫度為15?45℃條件下富集、培養(yǎng)周叢生物；⑵.?周叢生物接種至周叢生物反應(yīng)器，該周叢生物反應(yīng)器設(shè)置在周叢生物反應(yīng)裝置中：該周叢生物反應(yīng)裝置中，按照水流順序依為厭氧反應(yīng)池、好氧反應(yīng)池和沉淀池；其中厭氧反應(yīng)池與好氧反應(yīng)池中設(shè)有光源和周叢生物反應(yīng)器，該周叢生物反應(yīng)器由一組螺旋形的蛇形管組成；在好氧反應(yīng)池中設(shè)有曝氣機構(gòu)；⑶.設(shè)置在周叢生物反應(yīng)裝置厭氧反應(yīng)池與好氧反應(yīng)池中的單極周叢生物反應(yīng)器調(diào)試運行：將周叢生物反應(yīng)器固定于浮體上，使得周叢生物反應(yīng)器入水口剛好至于水面，在曝氣情況下水流入周叢生物反應(yīng)器中，周叢生物反應(yīng)裝置的好氧反應(yīng)池為負壓，水與周叢生物產(chǎn)生反應(yīng)，重金屬物質(zhì)被轉(zhuǎn)化、吸附和吸收；⑷.多級周叢生物反應(yīng)器水質(zhì)凈化：將多個單極周叢生物反應(yīng)器布設(shè)串聯(lián)，提高進水負荷，減少停留時間，增加去除多種重金屬效率。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊嘉利，吳永紅，王逢武，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院南京土壤研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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