[发明专利]一种利用微生物回收污泥中金属铜的方法及专用装置

说明书

技术领域

本发明属于废液资源化处理和有色金属回收领域。尤其是涉及一种利用微生物回收电路板生产或电镀清洗废水处理后产生的污泥中金属铜的方法及专用装置。

背景技术

电路板是各种电子、电器产品实现各种功能的重要基础部件，而我国是生产电路板的大国。2008年，全球PCB产值482亿美元，中国约占全球总产值的31％，产值达150亿美元，年增长9.5％，成长率居全球之首。据不完全统计，我国约有电镀厂1万余家，年排电镀废水约40亿m³，处理后产生大量含重金属污泥。我国向全世界各地提供如此高产量的各种电路板及电镀产品的同时，却把生产电路板、电镀过程中产生的各种类型的污染物留给了各厂家所在地。其中PCB生产或电镀清洗废水处理后产生的污泥属于危险废弃物，急需有效的手段进行处理。此类污泥共同的特性是来自清洗废水处理后产生的污泥，即蚀刻后PCB板、电镀后材料均需清水洗涤，污泥中含有多种高浓度的Cu等金属，具有易积累、易流失、不稳定等特点，电镀污泥资源化及综合利用技术在我国尚处于起步阶段。

PCB生产或电镀清洗废水是其中非常值得关注的污染物，只因这类污水中含有高浓度的Cu等金属。在处理此类含高浓度重金属废水时，限于各种处理技术的限制，最终产生大量的含高浓度Cu等金属的污泥，属于危险废弃物，进行安全处置将需要高昂的处理费用；而如直接排放，裸露于地表，其所含的多种金属经地球化学作用将发生较强烈的迁移性，从而污染堆存地的土壤及地表、地下水源。因而，对PCB生产或电镀废水污泥中金属的资源化是解决其可能的环境危害的最佳途径，并能回收不可再生的金属资源。因而，需寻找有效的技术进行安全处理或资源化其中所含的Cu等有价金属。污泥中所含的金属主要有Cu、Fe等，如Cu含量通常大于1％，这种程度的Cu含量，已经高于我国铜矿区开采出的低品位矿石中Cu含量，因而具有较高的回收价值。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种技术简单、成本低廉、环境友好的利用微生物回收污泥中金属铜的方法。该方法中的污泥是特指背景技术中的电路板生产或电镀清洗废水处理后产生的污泥。

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案实现是：一种利用微生物回收污泥中金属铜的方法，步骤为：A、在反应器中加入培养基，调节pH值为1～4，接入预培养的氧化亚铁硫杆菌Acidthiobacillu ferroxidans，以下简称T.f菌和氧化硫硫杆菌Acidithiobacillus thiooxidans，以下简称T.t菌，接种液，开启加热系统，保持反应器中溶液温度为恒温28±2℃，预培养2±0.5天，得菌液。T.f菌和T.t菌都是公众熟知的菌种。B、在搅拌条件下，在步骤A的反应液中添加蚀刻液污泥，开启曝气机，每间断2±0.5小时向反应器中通气10min，培养3～10天后，打开反应器底部的阀门，在搅拌条件下，把含污泥颗粒的浸出液泵出反应器，经压滤机滤去污泥颗粒，获得金属浸出液。C、将步骤B的金属浸出液萃取浓缩后，浓缩液经反萃取后，直接进入电解槽中电解，获得纯度大于99％的铜；或者浓缩液直接蒸干后，获得高纯度CuSO4。

进一步：在上述利用微生物回收污泥中金属铜的方法中，所述步骤B中的蚀刻液污泥的固液比是1∶5～1∶20，所述的搅拌速度是200r～400rpm/min；所述的通气量控制在0.5～0.75V/V·min。其中V/V·min指每1体积的溶液，每分钟通入0.5体积的空气。所述步骤C中的萃取剂是羟基苯甲醛肟类化合物，优选的是2，4-二羟基苯甲醛肟。所述步骤C中萃取后的含菌稀溶液，再泵入步骤A反应器中作为循环接种液，在循环接种液中还可以加入硫酸亚铁、硫粉。所述步骤A的培养基为(NH4)2SO4 3g/L、K2HPO40.5g/L、MgSO4·7H2O0.5g/L、KCl 0.1g/L、Ca(NO3)20.01g/L、硫酸亚铁20～40g/L、S粉2g/L，培养基的pH值2.5。

本发明还提供了上述利用微生物回收电路板生产或电镀清洗废水处理后产生的污泥中金属铜的方法的专用装置，它依次包括生物反应器、过滤污泥颗粒的压滤机、用于电化学处理获得铜的电解槽，所述的反应器上端设有搅拌器，搅拌器的搅拌棒插入反应器中；所述的反应器内壁上还安装有加热棒。所述的反应器还连接有向反应器中通气的曝气机。

它依次包括反应器、过滤污泥颗粒的压滤机、用于电化学处理获得铜的电解槽，所述的反应器中设有搅拌器。所述的反应器中还设有向反应器中通气的曝气机。