登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要:本文主要探讨了重金属废水治理技术工程的处理方法,基因工程技术在微生物治理重金属废水中的应用及工艺流程的改造。
关键词:重金属废水;微生物;工程改造
有色金属工业在采矿、选矿和冶炼生产过程中,都产生废水,根据其来源可分为采矿废水、选矿废水、冶炼废水、加工废水有色金属废水成分较复杂,常含有CuCrbPzn、CdAs等多种重金属,并且具有水质水量波动大的特点。含重金属废水具有较高的毒性,如果不对其进行有效处理,其进入环境会危害人体健康,污染土壤,存在一定的环境风险,具有污染范围广、危害程度大的特点。
传统的重金属废水处理技术包括化学沉淀法、碳吸收法、离子交换法、蒸发法以及膜处理法等等,但普遍具有难处理低浓度废水,易造成二次污染等缺点。相比于传统的治理技术,生物治理技术具有成本低、适于处理低浓度废水、无二次污染等优点。
一、微生物治理法
利用细菌、真菌的生化代谢作用,将重金属元素与水体分离或降低其毒性,从而达到废水治理的目的。特别适用于重金属含量不高,有机物含量较高的污水处理。
(一)吸附法
菌体细胞壁富含的多糖类和糖蛋白具有羟基、巯基、羧基、氨基等官能团,使其具有良好的金属离子吸附性能。因此,用菌体细胞做吸附剂,可获得理想的处理效果。Puranik 等通过Pb2+、Zn2+的真菌吸附试验,得出离子等量代换的试验结果,指出离子交换是微生物吸附重金属的主要机制。
微生物吸附法依细胞活性可分为活细胞吸附法和死细胞吸附法,活细胞吸附过程包括胞外吸附和胞内转移;死细胞吸附只有胞外吸附过程,这里的吸附法主要指死细胞的胞外吸附。死细胞吸附法具有不受离子浓度及营养物质等生长条件限制、无需进行代谢产物处理等优点,由发酵工业产生的藻类、海草、微生物残体等都是应用前景广阔的生物吸附剂。死细胞吸附作用按生物种类不同又可分为真菌吸附、藻类吸附、细菌吸附、植物共生菌吸附等。Ozdemir 等从活性污泥中提取出人苍白杆菌(Oobactrumanthropi)的死细胞菌体,并用其进行含铬(VI)、镉(II)、铜(II)的废水处理研究,取得较好的处理效果。
回收废水中的贵重金属时,传统吸附法所用微生物不易与水体分离,成为其应用瓶颈。趋磁细菌(MTB)细胞体内含有呈链状排布的铁磁性颗粒(即磁小体),使细胞具有永磁偶极矩和磁定向性,在外加磁场作用下,MTB 能定向运动,易于通过磁分离器与溶液分离。因此,以MTB 作为吸附载体的研究逐渐成为热点问题。宋慧平等研究了单元体系和三元体系中MTB 对Au3+,Cu2+和Ni2+的吸附特性,结果表明,MTB 对三元体系中的Au3+具有很高的吸附选择性,且吸附速率很大,在短时间内达到完全吸附。MTB 对Au3+的吸附选择性和自身的趋磁特性为从含金废液中回收金提供了一种全新高效的方法。
(二)代谢法
微生物通过还原反应可使重金属离子沉淀或降低其毒性。对于SO42-含量较高的重金属污水,常利用以硫酸还原菌(SRB)为主的厌氧微生物在厌氧状态下还原高价态的重金属离子,并与硫酸盐还原菌产生的S2-化合生成金属硫化物沉淀,从而达到分离重金属离子的目的。
随着研究的不断深入,人们发现了越来越多的可用于重金属处理的菌种。例如,硅酸盐细菌除对COD和BOD 有明显处理能力外,对铜、铬等元素也有明显的处理效果。对硅酸盐细菌的重金属废水处理机理进行了研究,对作用机理做出三种假设:微生物细胞表面的生物吸附作用;胞外多聚物的絮凝作用;有机酸和氨基酸与重金属离子络合降低其毒性。
Sadettin 等研究了Phorium sp.对人工合成活性染料及Cr6+的生物富集作用,试验结果表明,在pH为8.5、温度45℃时,该种菌系对Cr6+的初始耐受浓度分别为5.8mg/L~19.9mg/L,当染料浓度为12.5mg/L时Cr6+的生物富集量最大。Cr6+的去除过程可分为三个阶段:价键作用结合到微生物细胞表面、转移到细胞内部、Cr6+胞内还原为Cr3+进而毒性降低。其中胞内还原为毒性降低机理的主要过程。利用这种细菌,可同时去除重金属离子及对传统生物处理方法有抗性的活性染料,效果显著,因此在印染等化工废水处理方面有较好的应用前景。
(三)絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的具有絮凝能力的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。生物絮凝剂又称第三代絮凝剂,是带电荷的生物大分子,主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核糖等。
目前普遍接受的絮凝机理是离子键、氢键结合学说。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆前述硅酸盐细菌处理重金属废水可能的机理之一就是生物絮凝作用。目前对于硅酸盐细菌絮凝法的应用研究已有很多[10-11],有些已取得显著成果。运用基因工程技术,在菌体中表达金属结合蛋白分离后,再固定到某些惰性载体表面,可获得高富集容量絮凝剂。Masaaki Terashima 等利用转基因技术使E.coli表达麦芽糖结合蛋白(pmal)与人金属硫蛋白(MT)的融合蛋白(pmal-MT)并将纯化的pmal-MT 固定在Chitopeara 树脂上,研究其对Ca2+和Ga2+的吸附特性,该固定了融合蛋白的树脂具有较强的稳定性,并且其吸附能力较纯树脂提高十倍以上。
二、基因工程技术在微生物治理重金属废水中的应用
运用基因工程技术构建具有高效降解能力的菌株是目前的研究热点,国内外学者均进行了大量研究,主要致力于应用基因工程技术,在微生物表面表达特异性金属结合蛋白或金属结合肽进而提高富集容量,或在微生物细胞膜处表达特异性金属转运系统的同时,在细胞内表达金属结合蛋白或金属结合肽,从而获得具有高富集容量和高选择性的高效菌株。构建出的菌株处理能力均显著提高,高选择性重组菌的构建使得废水中重金属的再资源化成为可能。
由于人们对大肠杆菌的认识较深入,且其具有致病性弱,对生长环境要求不高,易于检查和培养的优点,适于作污水处理菌。目前研究中多以大肠杆菌为受体菌,运用基因重组技术构建出多种高效菌株。Deng 等构建的基因重组菌E.coli JM10,在含镍废水的处理试验中,对Ni2+富集能力比原始菌株增加了6倍多。Zhao 等的研究表明,基因工程菌E.coli JM109较宿主菌具有更强的Hg2+耐受性和更高的Hg2+富集量,去除率达96%以上。
Sousa 等构建了表达酵母金属硫蛋白(CUP1)、哺乳动物金属硫蛋白(HMT21A)和外膜蛋LamB 的融合蛋白的基因工程菌E.coli,该菌种的Cd2+富集能力比原始宿主菌提高15 倍~20 倍。邓旭等研究了转MT-like 基因衣藻对不同重金属离子的抗性和对Cd2+的富集行为,结果表明,转基因衣藻对Pb2+、Zn2+和Cd2+三种重金属离子的抗性得到明显增强,其中以对Zn2+的抗性增强最为显著。转基因藻对Cd2+的富集能力经MT-like 蛋白表达后较野生藻细胞有较大增加,最大达到144.48μmol/g,为野生藻的8.3 倍。
曾文炉等以转mMT-Ⅰ聚球藻7002 为对象,研究了其在含Cd2+、Pb2+和Hg2+的培养基中的生长特性及其对重金属的净化性能,结果表明,无论从生长速率还是对重金属的耐受特性来看,转mMT-Ⅰ聚球藻7002 均明显优于野生藻。
三、工艺流程的改造
为了便于管理和减少改建的投资,铅冶炼厂对原有的污酸和酸性污水处理工艺进行了技术改造,污酸和酸性污水分类收集储存后进行化学中和处理系统、电絮凝处理系统(电化学反应器)、化学沉淀微滤系统(高效气浮池、碳滤池和锰砂滤池)、深度处理系统(膜处理系统包括纳滤系统、反渗透系统、高压反渗透系统)集中处理,中和系统产生的废渣集中存放在综合渣库(钙渣危废处置库)。
工艺当中采用的电化学处理技术能较好的实现废水的净化以及重金属的回收,采用催化复合碳板和铁板作为极板。当含重金属废水流经电化学反应区时,在外加电流作用下,重金属在阳极和阴极分别发生氧化、还原反应,将自由态或是结合态的重金属在阴极析出,回收重金属元素。
膜处理技术是一种新型分离技术。深度处理系统部分的工艺为纳滤+ 反渗透,目的是进一步去除重金属和分离出溶解固体盐的有效方法。纳滤膜应用于本项目处理含低浓度重金属废水具有操作压力低、水通量大等优势,不仅可以使90% 以上的废水纯化,而且可同时使重金属离子含量浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收利用价值。反渗透膜可确保废水中的盐度被去除,处理后的水质优良,能确保完全达到地表水Ⅲ类标准,使出水能完全循环再利用。针对本工程中的各个膜处理部分分别设置了清洗系统,以保持系统的正常运行。
总结
有色金属工业含重金属废水的深化处理是“ 十二五” 节能减排的要求,也是未来重金属废水处理的发展趋势。采用合适的深度处理工艺对含重金属废水的处理,能够在回收重金属、削减重金属排放量,减少新鲜用水量上取得较好的环境效益。有色金属工业含重金属废水的深化处理仍存在造价较为高昂,管理技术要求高等瓶颈,未来的研究应开发较为成熟低廉的深化处理工艺,同时满足经济和环保的需求,以便进一步推广。
参考文献:
[1]电镀重金属废水治理技术的发展现状_李健
[2]含重金属废水的深度处理技术研究进展和工程实例_刘文杰
[3]蒙自矿冶重金属冶炼废水处理工程改造与实践_马玲
[4]重金属废水的生物治理技术研究进展_梁帅
延伸阅读;
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
第19届西安国际水展中国城镇水务创新发展大会2025年4月23-25日西安国际会展中心联合举办陕西省城镇供水排水协会陕西省市政工程协会陕西省风景园林协会山东省水处理协会河南省阀门工业协会青海省水利工程协会甘肃省水利工程行业协会中国国际贸易促进委员会西安市分会西安市给水排水工程与技术协会西安市
近日,赛恩斯环保股份有限公司发布2024年半年度业绩预告,预计2024年半年度实现营业收入人民币35000.00万元至36000.00万元,与上年同期相比,将增加8168.23万元至9168.23万元,同比增加30.44%至34.17%。本期业绩变化的主要原因营业收入增长主要系公司优化资源配置,营销变革成果凸显,今年上半年产品销
近年来,江苏省生态环境系统始终坚决查处严重违法犯罪行为,保持零容忍,加强行政执法与刑事司法衔接,联合打击危险废物环境违法犯罪和污染源监测数据弄虚作假违法犯罪,对不法企业“利剑高悬”,保持强大震慑,现公开4起“两打”典型案例及2起其他类型重点案例,指导各地做好相关案件办理工作。一、于
为充分发挥典型案例的警示作用,四川绵阳市生态环境局整理了5起生态环境违法典型案例,现予以公布。案例一超标排放重金属废水,涉嫌犯罪移送公安机关!江油星联电子科技有限公司超标排放重金属废水案案情简介2023年11月,绵阳市生态环境局执法人员在巡查河道时,发现江油市工业园区二支渠内的水质呈蓝
湖北省公布2024年第一批生态环境保护执法典型案例(典型指导案例):2024年,湖北省生态环境厅认真落实《湖北省生态环境保护执法典型案例指导制度》,进一步完善生态环境保护执法典型案例收集、整理、解析和发布机制,定期与不定期地发布指导性典型案例,供各级生态环境部门参考。此次公布的5个指导性典
PAC(聚合氯化铝)是一种高效絮凝剂、净水剂、除磷剂。由于特性优势突出,适用范围广,用量可比传统净水剂减少30%以上,成本节省40%以上,已成为目前国内外公认的优良净水剂。此外,聚合氯化铝还可用于净化饮用水和自来水给水等特殊水质的处理,如除铁、除镉、除氟、除放射性污染物、除浮油等。1、PAC
近日,岳阳市政府发布岳阳市生态环境局关于湖南汨罗高新技术产业开发区(循环园区)污水处理厂项目环境影响报告书审批决定公示,项目总投资为19523.36万元,设计总规模为3万m3/d,近期设计规模为2万m3/d,远期设计规模为1万m3/d,本次环评包含近期及远期建设内容。处理工艺为“预处理+水解酸化-改良型A
北极星水处理网获悉,11月30日,郴州高新区含重金属废水处理厂改扩建EPC+O项目(施工、设计、采购、运营)总承包招标,最高投标限价3688.606万元。项目利旧现有除铊预处理设施、前后组合池等,另新增一套2000m3/d的除铊处理设施,新增生物制剂、稳定剂、硫酸等药剂系统,配套化验室及自动控制系统升级
为防治环境污染,推动电子工业水污染防治技术进步,生态环境部发布《电子工业水污染防治可行技术指南》(HJ1298—2023)(以下简称《指南》),于近日正式实施。生态环境部水生态环境司有关负责人就《指南》的制订背景、主要内容等,回答了记者的提问。问:《指南》制订背景是什么?答:我国是电子信息
6月26日深夜,湖南省第三生态环境保护督察组人员现场查处一起涉嫌超标排放重金属废水违法行为。6月26日下午,省督察三组进驻郴州开展督察,在进驻动员会结束后,根据组领导部署,安排督察人员连夜赶到郴州市苏仙区柿竹园有色金属科技工业园开展夜查,发现在园区山河路旁雨水沟内有大量乳白色废水排放,
北极星环境修复网获悉,5月11日,原岑溪市顺源矿业有限公司选厂地块土壤污染风险管控工程施工招标,采购预算1323.92万元,本次招标不接受联合体投标。原岑溪市顺源矿业有限公司选厂地块土壤污染风险管控工程施工招标公告1.招标条件本招标项目原岑溪市顺源矿业有限公司选厂地块土壤污染风险管控工程施工
2025煤矿与煤化工环保产业大会暨第四届鄂尔多斯能源化工环保技术装备展示对接会为贯彻落实习近平总书记生态文明建设思想和关于推进“新型工业化”的重要指示,推动煤矿与煤化工产业绿色健康发展,中国煤炭加工利用协会联合鄂尔多斯市环保投资有限公司等单位定于2025年6月20-22日在内蒙古鄂尔多斯市联合
2025年是中国全面践行“双碳”目标与生态文明建设的关键之年。国务院《2025年政府工作报告》明确提出“协同推进降碳减污扩绿增长,加快经济社会发展全面绿色转型”的重要任务,这对水处理行业的绿色低碳转型与高质量发展提出了更高要求。在此背景下,2025(第二十届)青岛国际水大会水展应势启航,以搭建
各有关单位:党的二十届三中全会强调:加快经济社会发展全面绿色转型,健全生态环境治理体系和绿色低碳发展机制。推动工业废水处理技术减污降碳、协同增效,对实现生态优先、绿色低碳发展目标有其重要意义。为落实党中央最新部署,响应生态环境部建立新污染物协同治理、多污染物协同减排的有关意见,中
展会时间:2025年10月07-10日展会地点:法国里昂EUREXPO主办单位:励展博览集团举办周期:两年一届(第31届)【展会介绍】法国国际环保展Pollutec由法国环境能源署(ADEME)支持举办,展会受到法国工商会、欧洲企业网络协会、能源效率和工业脱碳联盟、法国领土工程师协会等相关部门支持。自1986年创办以来
12月19日至22日,经报告行业主管部门同意,受中国大唐集团有限公司委托,中国石油和化学工业联合会组织行业专家,对大唐克旗煤制天然气示范项目开展了性能考核评定。中国大唐牢记“国之大者”,坚决抗牢能源保供责任,坚持“为国示范”,建成投产了国内首例大型煤制天然气示范项目。为持续深入贯彻落实
各有关单位:随着社会对水环境质量要求的不断提高,以及更为严格的各地方标准的陆续出台,老旧污水处理厂的提价、提标改造和建制镇的污水处理设施新建将成为新的增长点;工业废水处理也是我国环保产业的重要分支,也是实现碳中和的重要路径之一,未来随着各地工业园区建设的推进,以及政策的引导,工业
国家电力投资集团公司所属上海核工程研究设计院股份有限公司(以下简称上海核工院)全面落实国有企业改革深化提升行动部署要求,发挥龙头企业作用,大力破除创新体制机制壁垒,强化引领性科技攻关。上海核工院自主研发的“国和一号”先进核电型号实现整机100%国产化,标志着我国非能动核电产业迈入高水
各有关单位:我国面临严峻的水资源短缺问题,同时水环境污染、水生态破坏和水空间萎缩等问题依然突出。然而随着工业化进程的加快和产业结构调整,工业用水需求持续增长。工业用水效率总体偏低,部分企业依然沿用传统的高耗水和污染生产工艺和技术设备,如何在保证工业生产效率的同时,减少对水资源的消
北极星氢能网获悉,近日,大连化物所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究中心(509组群)邓德会研究员和刘艳廷副研究员团队在煤化工废水资源化利用方面取得新进展,研发出以煤化工废水为原料制备高纯氢气联产淡水的新技术,并依托该技术完成了25千瓦级中试装置的测试验证。利用太阳能、风
展会介绍:蒸发结晶展是我司2013年创办。通过这几年我司不断努力,得到行业逐步认可,受到行业和企业的一致肯定和积极评价,具有较高的知名度和行业影响力,也具有一定国际知名度的蒸发结晶专业会展活动之一。蒸发结晶技术应用于化工、制药、锂电行业、工业水处理,中药浓缩等领域,随着环保要求越来越
根据《环境技术进步奖奖励办法(试行)》的规定,中国环保产业协会经过评审委员会评审、奖励委员会审定,产生了2023年度环境技术进步奖拟授奖项目。现对拟授奖项目予以公示,公示截止日期为2024年3月25日。本次拟授奖项目共32个,其中11个一等奖,21个二等奖,涉及烟气深度净化技术、难降解有机废水处
各有关单位:党的二十届三中全会强调:加快经济社会发展全面绿色转型,健全生态环境治理体系和绿色低碳发展机制。推动工业废水处理技术减污降碳、协同增效,对实现生态优先、绿色低碳发展目标有其重要意义。为落实党中央最新部署,响应生态环境部建立新污染物协同治理、多污染物协同减排的有关意见,中
含铊废水处理技术包括氧化法、沉淀法、吸附法等,目前铅锌冶炼企业主要在原有废水治理工艺基础上进行改造,多采用硫化物沉淀、生物制剂沉淀、电絮凝法等沉淀法除铊。提出了强化源头污染预防、加强含铊废水排放管理、推进含铊废水处理技术研发等铅锌冶炼工业含铊废水污
园区企业产生的高浓度多金属冶炼废水怎么处理?本图为大家介绍高浓度多金属冶炼废水资源回收及处理工艺技术。
摘要:以实际电镀厂废水为研究对象,采用铁电极板电絮凝技术,考察比电流、溶液初始pH值、占空比和曝气强度等参数对废水中镍和铬去除效果的影响,并利用响应面法优化了电絮凝工艺。结果表明,当比电流为122A/m、占空比为48%、初始pH值为7.1、曝气强度为2.4L/L时,电解30min后,对Ni2\Cr6+和总珞的去除
北极星水处理网获悉,湖南省生态环境厅于近日印发《湖南省重点行业复工废水处理设施开机指导手册》,针对湖南省重点行业复工废水处理设施开机需注意事项及可能存在的问题进行规范技术指导。详情如下湖南省生态环境厅关于印发《湖南省重点行业复工废水处理设施开机指导手册》的通知各市州生态环境局,有
导读:长沙有色院两项技术列入湖南省2019生态环境保护实用技术名单为强化环保科技创新引领作用,推进环保先进技术的成果转化和应用,湖南省生态环境厅、湖南省科技厅在全省范围内征集2019年湖南省环境保护实用技术项目。经申报、专家鉴定、评选等程序,长沙有色冶金设计研究院有限公司铜冶炼企业废水“
摘要:氮磷作为湖泊富营养化的重要元素,一直受到人们的关注。本文综述了处理氮磷废水的主要技术及相关应用,并对未来的发展提出展望。关键词:氮;磷;废水1废水脱氮技术1.1吹脱法吹脱、汽提法对于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质有较好的效果。吹脱法去氮是利用NH4+与NH3的动态平衡,将废水中的离
2019国际工程科技战略高端论坛暨第四届新加坡南京生态科技岛国际水环境治理高峰论坛于10月16-17日在江心洲隆重召开。作为本次高峰论坛特色鲜明、令人瞩目的活动,17日下午,“扬子江水奖”全球水科技挑战赛总决赛正式拉开序幕。自去年赛事启动以来,“扬子江水奖”全球水科技挑战赛吸引了海内外的众多
摘要:基于对有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势的研究,首先,阐述有色金属冶炼废水处理的研究现状。然后,分析有色金属冶炼废水来源、性质以及对人体、农作物生长、公路桥梁的危害性等进行阐述。最后,分析有色金属冶炼废水处理未来发展趋势,会逐渐朝着化学沉淀技术、膜分离技术以及生物技术
硫化物是废水中一个常见的水质指标,包括硫化氢、硫化氨等非金属硫化物和有机硫化物。有色金属(主要是铜、铅、锌)企业废水中硫化物超标已经成为了一个普遍的现象,超标倍数为2~10倍。由于硫化物不属于污染物总量控制指标和毒性较强的一类污染物,一般情况下对其污染的重视程度不够,许多地区没有将其
北极星水处理网获悉,生态环境部于近日发布《铜冶炼废水治理工程技术规范》(HJ2059-2018),本标准规定了铜冶炼废水治理工程设计、施工、验收、运行和维护的技术要求。本标准适用于铜冶炼废水治理工程的建设与运行管理,可作为铜冶炼建设项目环境影响评价、环境保护设施设计、施工、验收及运行管理的参
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!