[发明专利]一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备及其方法

说明书

本发明公开了一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备及其方法，由反应器与储蓄池构成。反应器内安装隔板、兜网、旋流曝气头。储蓄池与反应器之间由斜板相连，并在其中安装活动隔板。本发明可应用于底泥中重金属的生物淋滤，淋滤运行阶段可利用旋流曝气头曝气时所产生的旋流形成液相体系的循环流动，且在兜网内包有生物质炭颗粒或其他微生物附着物以实现微生物的附着生长。淋滤结束所产生的淋滤酸液流至储蓄池内用于下一轮淋滤底泥的酸洗预处理。本发明复合微生物负载、旋流曝气及预酸化处理手段，大幅减短淋滤所需时间，解决淋滤酸液pH过低需要二次处理问题，且整体装置构建简单，运行稳定，是一种投入成本低，运行效率高的生物淋滤反应器。

技术领域

本发明属于重金属污染治理领域，特别是涉及一种用于底泥的重金属生物淋滤的设备及其方法。

背景技术

我国是一个水域面积较大的国家，每年由于航道疏浚及水体修复工程而产生大量的的疏浚底泥，其中受到重金属污染的底泥比例颇高。相较于现阶段实际工程应用中的化学或物理方法，生物淋滤技术具有绿色环保、节能低耗、处理容量大等特点。生物淋滤技术的前身是微生物湿法冶金，该技术指利用淋滤功能菌群(例如：氧化硫硫杆菌T.thiooxidans，氧化亚铁硫杆菌T.ferrooxidans)氧化还原性物质(常见的低价硫化合物、硫粉或低价铁化合物)以酸化淋滤液相体系或提升体系氧化还原电势，从而实现体系中重金属转移到液相，再通过其他方式去除液相中的重金属成分。

在周立祥教授及其他学者的带领下，重金属生物淋滤技术由理论研究输出形成工程实际应用，实现了质的发展。然而尽管生物淋滤技术作为一种绿色环保的新兴技术拥有诸多的优势，但是其短板也相对突出。现阶段应用生物淋滤技术多是通过接种含有淋滤功能菌的底泥或污泥，添加淋滤生长基质(硫粉等)后通过曝气及底泥回流来实现淋滤的快速进行，其主要的工艺形式还是依托污水处理厂原有的污水处理设备，采用以“污泥生物淋滤—固液分离—压滤脱水”为主体的处理。一般生物淋滤反应器利用污泥回流促使淋滤体系pH降低，并增加淋滤微生物的浓度，同时利用曝气方式加强氧化速率。然而，污泥回流操作本身便使得淋滤单次污泥处理量下降，且在污泥回流过程中微生物的富集回用未必能完全实现，种种原因导致淋滤周期延长，淋滤效率有待进一步地提升。其次，淋滤产生的酸性废水由于pH低，需要进行二次处理才能实现回用或排放，处理能耗及成本问题尤为突出。因此，针对重金属生物淋滤所特有的问题，本发明提出一种高效且低能耗的去除底泥中重金属的生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤方法及其设备，该设备利用斜板有效的实现底泥与酸洗废液的有效分离，并通过酸液的100％回流酸洗预处理底泥，在避免底泥回流的同时实现淋滤悬浮功能菌及H⁺资源的再利用，大大提升了淋滤效率。同时为了克服淋滤微生物富集缓慢困难的问题，本装置利用生物质炭颗粒固定富集淋滤微生物菌群，即使不添加外来菌剂也能在多轮淋滤中高效重复使用。最后，本发明装置通过气体式循环曝气加速了淋滤装置的氧化进程。

参考文献：

[1]吴薇,马宏瑞,周建军.制革污泥生物淋滤技术进展及工程可行性分析[J].中国皮革,2016,45(01):1-4+9.

[2]周顺桂,周立祥,黄焕忠.生物淋滤技术在去除污泥中重金属的应用[J].生态学报,2002(01):125-133.

[3]周立祥,王电站,王世梅.一种污泥中重金属生物脱除工艺及其设备:,2005.

[4]周立祥,王电站.空气提升式生物淋滤反应器:.

发明内容

为了针对实际工程利用中重金属生物淋滤效率低下，淋滤酸液由于pH低下需要二次处理的问题，本发明提供一种高效淋滤重金属的生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤方法及其设备。

本发明具体采用的技术方案是：