[发明专利]一种含锰废水的升流式微生物反应器处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种利用微生物作用处理含锰废水的升流式反应器工艺。

背景技术

锰在环境中虽然不是剧毒金属元素，但环境中过量的锰是不容忽视的污染问题。水中过量的锰会沉积在管壁上，降低给排水管网的通水能力，影响供水水质，甚至引起管道的腐蚀破损。土壤中过量的锰会引起动植物中毒，生长严重受阻，并通过植物和动物富集，最终危害人体健康。若生活饮用水中含有过量的锰会产生强烈异味，造成人体的慢性中毒，毒害人体神经系统。我国将生活饮用水中锰含量标准限制在0.1mg/L以内。目前在我国，含重金属锰的废水量十分巨大，采矿业和锰加工行业都是排放此类废水的重点源头。

目前，含锰废水主要采用化学沉淀和传统的活性污泥法进行处理。治理含锰废水的化学方法主要包括碱化除锰、强氧化剂除锰（高锰酸钾、二氧化氯和氯气等）、接触氧化除锰。但这些传统的除锰技术无一例外的需要投加大量的化学药剂，不但成本昂贵，而且处理之后产生污泥，造成了二次污染；同时，这些技术使得废水中的锰离子直接进入污泥，无法资源化回收。

传统的活性污泥法通过生物处理去除废水中的有机污染物质，再用化学沉淀法将溶解的锰氧化为不溶解的氧化锰或氢氧化锰，经凝聚、过滤去除，但该工艺过程复杂，投资大，耗酸、碱量大，引起二次污染。另外，传统的活性污泥法依靠二沉池进行泥水分离，使得曝气池中污泥浓度不能太高并且必须控制较短的SRT值，导致处理装置容积负荷低、占地面积大、耐冲击负荷差等，且易受污泥膨胀的影响。

目前存在的利用生物技术处理重金属的技术还包括使用细菌的方法。

CN 1375553A公开了一种氧化亚铁硫杆菌及其去除污水污泥重金属的方法。向污泥中投加硫酸亚铁和元素硫，接种氧化亚铁硫杆菌，培养出驯化污泥；将驯化污泥加至反应器，与原料搅拌、通气、沉降；沉降污泥回流反应器；剩余沉降污泥脱水；液相部分调节pH沉淀重金属；固相部分中和后农用。但该技术只能去除污泥中的Zn、Cu、Cd、Ni、Cr，并不能去除废水中的锰离子。

CN 101514046A涉及一种含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，包括预处理、好氧生化处理及膜过滤出水阶段，其特征在于先将含锰有机废水预处理，再经过好氧生物池进行生化处理，生化处理后的水再经布置在膜池中的平板微滤膜或超滤膜进行膜过滤出水；其中，好氧生物池和膜池组成膜生物反应器。该技术利用的是二价锰离子氧化细菌，将废水中的二价锰离子氧化成为锰氧化物，最终通过膜进行过滤。

本发明利用能够氧化二价锰离子的真菌菌体进行生物处理。真菌与细菌相比，生物量大，吸附转化效率高，并且适应性更强，生长更加迅速。同时，本发明不采用膜过滤的方式，而是采取模块化的其他非生物过滤填料进行末端的过滤，既降低了成本，又能起到层层去除的效果。

发明内容

本发明的目的在于研究一种利用微生物作用来去除废水中的锰离子的方法，是一种以反应器形式发挥作用的处理工艺。本发明克服了以往传统方法的局限，生物法的材料来源广泛，价格低廉；不使用化学药剂，降低了成本；不产生二次污染，是绿色、环保的技术方法；处理之后的锰可以进行回收资源化。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种含锰废水的升流式微生物反应器处理工艺，含锰废水首先进行初级沉淀处理，然后进行好氧生化处理，最后经三层过滤处理后出水。其中，初级沉淀处理，好氧生化处理以及三层过滤处理均可由本领域技术人员根据实际情况选择适合的设备进行，均可实现本发明目的，以下为各单元的优选，并非限制。

本发明所述好氧生化处理优选由两个串联的好氧生物反应池进行。

好氧微生物的生长发育、繁殖和产生代谢产物都需要消耗氧气，在发酵过程中必须通入适量的无菌空气满足菌体的生长需要。所述好氧生物反应池中设置有气泵，来保持池内的好氧环境，为其中的好氧微生物提供足够的氧气。

本发明所述好氧生物反应池中的微生物优选为真菌菌种。

进一步地，好氧生物反应池中的微生物选用真菌菌种XS3-3-2（Leptosphaerulina chartarum），保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏日期为2012年02月09日，保藏号为CGMCC No.5776。该菌种可以将液态的二价锰离子氧化成为更高价的锰氧化物固体并从液体中沉淀出来，因而可以用于去除废水中的二价锰离子。该菌种的详细信息在本申请人的在先申请PCT/CN2012/075348中有详细记载，在本发明中无特殊改变。