[发明专利]一种沉钒废水处理系统、方法及用途

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及沉钒废水处理系统、方法及用途。所述沉钒废水处理系统包括实验反应子系统，所述实验反应子系统包括串联设置的一级反应器和二级反应器；其中，所述一级反应器的侧壁上设置有入水口；所述一级反应器内部为厌氧环境，并设置有多根纤维膜管；所述一级反应器中各根纤维膜管的侧壁由生物膜构成，且接种有厌氧钒还原污泥；所述一级反应器中各根纤维膜管的一端封闭，另一端通过导管和所述二级反应器的入水口连通；所述二级反应器内部为厌氧环境，并设置有多根纤维模管；所述二级反应器中各根纤维膜管的侧壁由生物膜构成，且接种有厌氧氨氧化污泥。

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及废水处理技术领域，尤其涉及沉钒废水处理系统、方法及用途。

背景技术

钒是一种用途广泛的金属，由于其优异的理化特性而被广泛用于工业中。全球对钒需求的增长促进了密集的采矿和冶炼活动。钒渣作为钒的主要原料，主要的钒萃取技术是钠盐焙烧法。在此过程中，钒被热水浸出，随后在酸性条件下加入硫酸铵将钒沉淀为聚钒酸铵。残留的滤液称为沉钒废水。沉钒废水通常含有大量的钒和氨氮以及一部分硫酸盐，排放量大且毒性极大。由于其危害性，持久性和生物积累趋势，这被认为是对人类和环境健康的风险。

目前，沉钒废水常用的处理方法为化学法和生物法。化学法具有效率高，运行成本较低，修复周期较短等优点。但如果废水中存在两种及以上的污染物，化学修复技术处理其中一种污染物时，就会带来另一种污染的风险，造成二次污染。此外，氧化还原剂本身也可能对动植物健康与安全造成一定的危害。生物法由于其简单性，可持续性和低成本性被越来越多地认为是用于处理沉钒废水的有希望的策略。许多学者利用纯菌去除地下水中的V(V)，如 Pseudomonas，Shewanella oneidensis和Methanothermobacterthermautotrophicus等菌属具有直接把V(V)还原为V(IV)的功能。但纯菌法去除V(V)对环境要求比较苛刻，不适用于成分较复杂的沉钒废水，所以纯菌法具有一定的限制。

发明内容

本说明书一个或多个实施例描述了一种沉钒废物处理系统及方法，可以利用生物活性污泥中微生物多样性高、适应能力强、自我进化能力强的混合细菌，高效去除沉钒废水中的钒和氨氮。

根据第一方面，提供了一种沉钒废水处理系统，所述沉钒废水处理系统包括实验反应子系统，所述实验反应子系统包括串联设置的一级反应器和二级反应器；其中，

所述一级反应器的侧壁上设置有入水口；所述一级反应器内部为厌氧环境，并设置有多根纤维膜管；所述一级反应器中各根纤维膜管的侧壁由生物膜构成，且接种有厌氧钒还原污泥；所述一级反应器中各根纤维膜管的一端封闭，另一端通过导管和所述二级反应器的入水口连通；

所述二级反应器内部为厌氧环境，并设置有多根纤维模管；所述二级反应器中各根纤维膜管的侧壁由生物膜构成，且接种有厌氧氨氧化污泥；所述二级反应器中各根纤维膜管的一端封闭，另一端通过导管和外部连通，以便经过处理的废水排出；

其中，所述沉钒废水处理系统工作时，沉钒废水经所述一级反应器的入水口进入所述一级反应器，再与所述厌氧钒还原污泥作用后，通过生物膜渗入到所述一级反应器中的纤维膜管内部，得到中间处理液；

所述中间处理液流入所述二级反应器，再与所述厌氧氨氧化污泥作用后，通过生物膜渗入到所述二级反应器中的纤维膜管内部，得到终处理液。

在一些实施例中，所述一级反应器和所述二级反应器均为避光环境。

在一些实施例中，所述一级反应器和所述二级反应器的体积均为60-70mL，所述一级反应器和所述二级反应器均包括30-35根纤维膜管，所述一级反应器和所述二级反应器中的任一根纤维膜管的有效长度为18-22cm，有效过滤面积为210-230cm²。

在一些实施例中，所述沉钒废水处理系统工作时，水力停留时间为20-40h。