專利名稱：一種脫除骨灰中重金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保技術(shù)，特別涉及一種脫除骨灰中重金屬的方法。
背景技術(shù)：
近年來，火葬已成為我國處置遺體的主要方式，而遺體火化后產(chǎn)生的無機(jī)灰份即為骨灰。骨灰里含有人體一生中通過呼吸、進(jìn)食、飲水、用藥、吸煙和使用化妝品等途徑富集的多種有毒有害物質(zhì)，其中就包含有相當(dāng)數(shù)量的銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)等有毒重金屬。在我國推行火葬的50多年里，各種骨灰寄存設(shè)施內(nèi)至少積累了 6500多萬份骨灰，且正以每年400多萬份的速度遞增，這些積累的骨灰將會給環(huán)境帶來巨大壓力。當(dāng)未經(jīng)處理的骨灰進(jìn)入土壤等環(huán)境后，其中的重金屬等毒性物質(zhì)會對土壤、水體和空氣造成嚴(yán)重的污染。同時，骨灰的處理涉及倫理問題，需要采用人們可以接受的方式進(jìn)行，而現(xiàn)有的工業(yè)化重金屬脫除方法，普遍采用強(qiáng)酸處理，如用于骨灰處理，人們在情感上難以接受，這大大限制脫除骨灰中重金屬方法的選擇。此外，現(xiàn)有的重金屬脫除方法，在脫除重金屬的同時，會引入新的化合物，造成二次污染，亦有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脫除骨灰中重金屬的方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種脫除骨灰中重金屬的方法，包括如下步驟:
1)將骨灰破碎，加水制成骨灰漿液；
2)在骨灰衆(zhòng)液中加入硫粉，接種復(fù)合囷劑；
3)振蕩培養(yǎng)至骨灰漿液的pH不高于2.0，繼續(xù)培養(yǎng)至重金屬脫除；
4)將微生物處理后的骨灰漿液脫水，沖洗，干燥得到脫除重金屬的骨灰；
其中，所使用的復(fù)合菌劑為由氧化亞鐵硫桿菌(Thi obaci Ilus ferrooxi dans )、氧化硫硫桿菌iAioiorii/a/75.)、嗜酸硫桿菌sp.)、硫化桿菌
{Sulfobacillus sp.)及載體組成的復(fù)合菌群。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，將骨灰破碎至粒徑不大于50目。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，骨灰漿液中加入硫粉的終濃度為2g/L 10g/L。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟I)中，骨灰漿液的固含量為2% 5% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，振蕩培養(yǎng)的溫度為25 35°C。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所使用的復(fù)合菌劑的馴化方法包括如下步驟:
I)自廣州市獵德污水處理廠取一定量新鮮污泥，按照10g/L的濃度加入硫粉，置于30°C往復(fù)式搖床中160r/min振蕩培養(yǎng)，直至污泥pH下降至2.0以下，之后以10% (v/v)的接種量吸取此酸化的污泥至新鮮污泥中，用此方法再富集培養(yǎng)2次；
2)將富集培養(yǎng)后的污泥按照10% (v/v)的接種量接種到含1% (w/v)硫粉、2% (w/v)骨灰的SM培養(yǎng)基中，在30°C下振蕩培養(yǎng)(160r/min)，直至pH降到2.0以下時停止，如此反復(fù)操作3次，得到復(fù)合菌劑。本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明方法是一種生物處理方法，與自然環(huán)境中存在的方法較為接近，反應(yīng)過程溫和，在感情上易于為人們所接受。本發(fā)明方法對骨灰中高濃度的多種重金屬具有很好的去除效果，其中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的去除率在75%以上，Pb從毒性較大的交換態(tài)向穩(wěn)定的PbSO4轉(zhuǎn)換，對環(huán)境的危害大大降低。同時，本發(fā)明方法具有成本低、去除效率高、無二次污染、對環(huán)境友好等優(yōu)點。


圖1為骨灰生物淋濾過程中pH和氧化還原電位(ORP)的變化 圖2為骨灰生物淋濾過程中重金屬Cu的去除動態(tài) 圖3為骨灰生物淋濾過程中重金屬Zn的去除動態(tài) 圖4為骨灰生物淋濾過程中重金屬Pb的去除動態(tài) 圖5為骨灰生物淋濾過程中重金屬Cr的去除動態(tài) 圖6為骨灰生物淋濾過程中重金屬Cd的去除動態(tài)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。本實施例的骨灰樣品取自廣州市殯儀館，樣品破碎后過100目篩，105°C下烘干至恒重。經(jīng)檢測，骨灰樣品的pH為12.3,主要重金屬的含量為:Zn 915mg/kg,Cu 237mg/kg,Pb 264 mg/kg, Cr 378mg/kg, Cd 0.8mg/kg。復(fù)合菌劑的制備:
菌群篩選:自廣州市獵德污水處理廠取一定量新鮮污泥，按照10g/L的濃度加入硫粉，置于30°C往復(fù)式搖床中160r/min振蕩培養(yǎng)，直至污泥pH下降至2.0以下，之后以10% (v/V)的接種量吸取此酸化的污泥至新鮮污泥中，用此方法再富集培養(yǎng)2次；
接種物制備:將上述菌群篩選步驟獲得的污泥按照10% (v/v)的接種量接種到含1%(w/v)硫粉、2% (w/v)骨灰的SM培養(yǎng)基中，在30°C下振蕩培養(yǎng)(160r/min)，直至pH降到
2.0以下時停止，如此反復(fù)操作3次，得到復(fù)合菌劑。經(jīng)檢測，復(fù)合菌劑中主要含有氧化亞鐵硫桿菌(Thi obaci Ilus ferrooxi dans )、氧化硫硫桿菌iAioiorii/a/75.)、嗜酸硫桿菌sp.)、硫化桿菌{Sulfobacillus sp.)等,大致比例為 10: 75: 5: 3。以下實施例中使用的復(fù)合菌劑，均為上述方法制備得到的復(fù)合菌劑。實施例1:
1)將破碎后的骨灰樣品與水混合，制成含固率為2%的骨灰漿液；
2)按4g/L的濃度在骨灰漿液中加入硫粉，以10%(v/v)的接種量接種復(fù)合菌劑；
3)將接種后的骨灰漿液置于30°C往復(fù)式搖床中160r/min振蕩培養(yǎng)15d； 4)將微生物處理后的骨灰漿液脫水，沖洗，干燥得到脫除重金屬的骨灰。在培養(yǎng)的過程中，每3d測定pH和氧化還原電位(0RP)，以及用ICP-AES法測定溶液中重金屬Zn、Cu、Pb、Cr、Cd的濃度。上述重金屬脫除處理過程中，15d培養(yǎng)時間內(nèi)溶液中的pH值和ORP的變化如圖1所示；重金屬Zn、Cu、Pb、Cr和Cd的去除率分別如圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示。由圖可知，在重金屬脫除處理過程中，pH隨處理時間的延長總體上呈降低的趨勢，處理3d后pH值開始顯著降低，處理12d時pH均降低到1.0以下，開始趨于穩(wěn)定，到15d時達(dá)到0.93 (見圖1)。圖1中ORP在處理的3 9d迅速上升，之后保持較高的水平，到處理15d時ORP達(dá)到了 265mV，該變化趨勢也說明本實施例中的處理過程能夠順利進(jìn)行。骨灰中5種重金屬的去除率隨著處理時間的延長，整體呈上升的趨勢，當(dāng)以4g/L的比例投加Stl在15d的處理實驗結(jié)束時，可以使骨灰中重金屬Zn、Cu、Pb、Cr和Cd去除(溶出)率分別為 82.6% (圖 2),80.6% (圖 3),39.4% (圖 4),93.2% (圖 5)和 76.9% (圖 6)。當(dāng)然，復(fù)合菌的使用可以根據(jù)實際處理情況加以調(diào)整，以期在較為適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)完成重金屬的脫除，獲得令人滿意的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種脫除骨灰中重金屬的方法，包括如下步驟: 1)將骨灰破碎，加水制成骨灰漿液； 2)在骨灰衆(zhòng)液中加入硫粉，接種復(fù)合囷劑； 3)振蕩培養(yǎng)至骨灰漿液的pH不高于2.0，繼續(xù)培養(yǎng)至重金屬脫除； 4)將微生物處理后的骨灰漿液脫水，沖洗，干燥得到脫除重金屬的骨灰； 其中，所使用的復(fù)合菌劑為由氧化亞鐵硫桿菌(ThiobaciIlus ferrooxidans )、氧化硫硫桿菌iAioiorii/a/75.)、嗜酸硫桿菌sp.)、硫化桿菌{Sulfobacillus sp.)及載體組成的復(fù)合菌群。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:將骨灰破碎至粒徑不大于50目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:骨灰漿液中加入硫粉的終濃度為2g/L 10g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:步驟I)中，骨灰漿液的固含量為2% 5% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:振蕩培養(yǎng)的溫度為25 35°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所使用的復(fù)合菌劑的馴化方法包括如下步驟: 1)自廣州市獵德污水處理廠取一定量新鮮污泥，按照10g/L的濃度加入硫粉，置于30°C往復(fù)式搖床中160r/min振蕩培養(yǎng)，直至污泥pH下降至2.0以下，之后以10% (v/v)的接種量吸取此酸化的污泥至新鮮污泥中，用此方法再富集培養(yǎng)2次； 2)將富集培養(yǎng)后的污泥按照10%(v/v)的接種量接種到含1% (w/v)硫粉、2% (w/v)骨灰的SM培養(yǎng)基中，在30°C下振蕩培養(yǎng)(160r/min)，直至pH降到2.0以下時停止，如此反復(fù)操作3次，得到復(fù)合菌劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫除骨灰中重金屬的方法。包括如下步驟1)將骨灰破碎，加水制成骨灰漿液；2)在骨灰漿液中加入硫粉，接種復(fù)合菌劑；3)振蕩培養(yǎng)至骨灰漿液的pH不高于2.0，繼續(xù)培養(yǎng)至重金屬脫除；4)將微生物處理后的骨灰漿液脫水，沖洗，干燥得到脫除重金屬的骨灰。本發(fā)明方法是一種生物處理方法，與自然方法較為接近，反應(yīng)過程溫和，在感情上易于為人們所接受。本發(fā)明方法對骨灰中高濃度的多種重金屬具有很好的去除效果，其中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的去除率在75%以上，Pb從毒性較大的交換態(tài)向穩(wěn)定的PbSO4轉(zhuǎn)換，對環(huán)境的危害大大降低。同時，本發(fā)明方法具有成本低、去除效率高、無二次污染、對環(huán)境友好等優(yōu)點。
文檔編號B09B3/00GK103111454SQ20131002837
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者余震, 周順桂, 徐榮險, 王躍強(qiáng), 王定美 申請人:佛山市環(huán)保技術(shù)與裝備研發(fā)專業(yè)中心