申請日2015.07.17

　　公開(公告)日2015.11.11

　　IPC分類號C02F3/12

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方法，屬于水處理領域。該方法使用流動床生物膜反應器，采用聚乙烯環(huán)內(nèi)部包裹纖維球填料，加入營養(yǎng)液和活性污泥，使用合理的啟動及運行參數(shù)，使水解酸化作用、好氧生物氧化作用和微生物硫酸鹽還原作用在流動床生物膜反應器中同時進行，并產(chǎn)生有益協(xié)同作用，實現(xiàn)選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的同時高效去除，且工藝流程簡單，投資較省，運行費用低。

　　權利要求書

　　1.一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方法，其特征在于，該方法 步驟如下：

　　(1)處理設備采用流動床生物膜反應器，向所述流動床生物膜反應器中投加聚乙烯 環(huán)內(nèi)部包裹纖維球的填料;

　　(2)向所述流動床生物膜反應器中加入營養(yǎng)液;

　　(3)向所述流動床生物膜反應器中接種活性污泥，接種活性污泥量為使所述流動床 生物膜反應器中污泥濃度達到2g/L～8g/L，曝氣反應24小時;

　　(4)使用連續(xù)進水的方式運行所述流動床生物膜反應器，進水為自來水和選礦廢水 混合水，曝氣反應，調(diào)節(jié)所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢水的pH值為6～8，所述流 動床生物膜反應器的二沉池污泥連續(xù)回流，污泥回流比為100%～200%，連續(xù)運行48小時;

　　(5)使用連續(xù)進水的方式運行所述流動床生物膜反應器，進水全部為選礦廢水，曝 氣反應，維持所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢水的pH值為6～8，所述流動床生物膜 反應器的二沉池污泥連續(xù)回流，污泥回流比為100%～200%;

　　(6)當所述流動床生物膜反應器內(nèi)填料的生物膜達到一定厚度，肉眼可見內(nèi)層生物 膜發(fā)黑時，調(diào)節(jié)反應體系溶解氧為0.5～1mg/L，調(diào)節(jié)所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢 水的pH值為6～8，所述流動床生物膜反應器的二沉池污泥回流比為100%～200%，連續(xù)運 行48小時;

　　(7)測定進、出水的COD、重金屬和硫酸鹽各指標，若COD去除率、重金屬去除率 和硫酸鹽去除率均達到預定值，則確定該處理工藝啟動成功，之后循環(huán)運行步驟(5)至 (7)，直至將所處理選礦廢水全部處理完。

　　2.根據(jù)權利要求書1所述的一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方 法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述流動床生物膜反應器內(nèi)填料的填充比為30%～50%。

　　3.根據(jù)權利要求書1所述的一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方 法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述營養(yǎng)液由葡萄糖、尿素、磷酸二氫鉀、硫酸鹽、 氯化鈣、硫酸鎂、硫酸亞鐵、氯化鋅組成。

　　4.根據(jù)權利要求書3所述的一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方 法，其特征在于，所述營養(yǎng)液各組份用量按質(zhì)量百分比為：

　　葡萄糖85～95%、尿素3～13%、磷酸二氫鉀1～2%、硫酸鹽0.01～0.1%、氯化鈣 0.005～0.02%、硫酸鎂0.005～0.02%、硫酸亞鐵0.005～0.01%、氯化鋅0.005～0.01%。

　　5.根據(jù)權利要求書1所述的一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方 法，其特征在于，所述步驟(3)中，接種的活性污泥為普通好氧活性污泥。

　　6.根據(jù)權利要求書1所述的一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方 法，其特征在于：所述步驟(4)中，自來水與選礦廢水混合成的進水混合水中，按質(zhì)量 百分比計，自來水的用量為30～70%，選礦廢水的用量為30～70%。

　　7.根據(jù)權利要求書1所述的一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方法， 其特征在于，所述步驟(7)中，COD去除率的預定值為80%以上，重金屬去除率的預定值 為80%以上，硫酸鹽去除率的預定值為50%以上。

　　說明書

　　一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及水處理領域，特別是涉及一種對有色金屬行業(yè)選礦廢水處理同時去除選礦 廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方法。

　　背景技術

　　浮選工藝是應用最重要的選礦工藝之一，有90%以上的有色金屬礦物都是浮選生產(chǎn) 處理。浮選過程中需要加入選礦藥劑，如黃藥等，主要為有機硫化合物，屬于難降解物質(zhì)。 選礦廢水中普遍存在的污染物還有重金屬(以鐵、銅為主)和硫酸鹽。目前，用于選礦廢 水處理的方法主要為物化法、生化法和氧化法或者以上幾種方法聯(lián)合。物化法是向選礦廢 水中加入石灰，后加入絮凝劑沉淀的處理方法，物化法對重金屬去除效率高，對有機物去 除有限，且產(chǎn)生大量廢渣，二次污染嚴重;化學法是向選礦廢水中加入氧化藥劑的方法(如 臭氧氧化、次氯酸鈉氧化和Fenton氧化)，氧化法對有機物去除效率高，但是運行成本高， 且不能去除重金屬;生化法是使用生物氧化作用去除選礦廢水中的有機物，由于選礦廢水 可生化性低，處理效果受到限制，且選礦藥劑主要為有機硫化合物，生物氧化過程中硫被 氧化后產(chǎn)生硫酸，使pH大幅度降低，為了保持生化系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需要向其中加入大量 的堿，大幅增加運行費用;且以上處理方法均不能去除選礦廢水中的硫酸鹽。

　　以上方法均不能同時去除選礦廢水中的有機物、重金屬和硫酸鹽，且不同程度面臨 運行費用高，污染物去除效率低，二次污染嚴重等問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　基于上述現(xiàn)有選礦廢水處理技術中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種同時去除選礦 廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方法，能同時去除選礦廢水中的有機物、重金屬和硫酸 鹽，以短流程、高效率和低成本對選礦廢水進行處理達到回用或者排放標準。

　　為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽 的方法，該方法步驟如下：

　　(1)處理設備采用流動床生物膜反應器，向所述流動床生物膜反應器中投加聚乙烯 環(huán)內(nèi)部包裹纖維球的填料;

　　(2)向所述流動床生物膜反應器中加入營養(yǎng)液;

　　(3)向所述流動床生物膜反應器中接種活性污泥，接種活性污泥量為使所述流動床 生物膜反應器中污泥濃度達到2g/L～8g/L，曝氣反應24小時;

　　(4)使用連續(xù)進水的方式運行所述流動床生物膜反應器，進水為自來水和選礦廢水 混合水，曝氣反應，調(diào)節(jié)所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢水的pH值為6～8，所述流 動床生物膜反應器的二沉池污泥連續(xù)回流，污泥回流比為100%～200%，連續(xù)運行48小時;

　　(5)使用連續(xù)進水的方式運行所述流動床生物膜反應器，進水全部為選礦廢水，曝 氣反應，維持所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢水的pH值為6～8，所述流動床生物膜 反應器的二沉池污泥連續(xù)回流，污泥回流比為100%～200%;

　　(6)當所述流動床生物膜反應器內(nèi)填料的生物膜達到一定厚度，肉眼可見內(nèi)層生物 膜發(fā)黑時，調(diào)節(jié)反應體系溶解氧為0.5～1mg/L，調(diào)節(jié)所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢 水的pH值為6～8，所述流動床生物膜反應器的二沉池污泥回流比為100%～200%，連續(xù)運 行48小時;

　　(7)測定進、出水的COD、重金屬和硫酸鹽各指標，若COD去除率、重金屬去除率 和硫酸鹽去除率均達到預定值，則確定該處理工藝啟動成功，之后循環(huán)運行步驟(5)至 (7)，直至將所處理選礦廢水全部處理完。

　　本發(fā)明的有益效果為：該方法使用流動床生物膜反應器，采用聚乙烯環(huán)內(nèi)部包裹纖維 球的填料，加入營養(yǎng)液和活性污泥，使用合理的啟動及運行參數(shù)，使水解酸化作用、好氧 生物氧化作用和微生物硫酸鹽還原作用在流動床生物膜反應器中同時進行，并產(chǎn)生有益協(xié) 同作用，實現(xiàn)選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的同時高效去除，且工藝流程簡單，投 資較省，運行費用低。

　　具體實施方式

　　下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅 僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例�；�于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術 人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

　　本發(fā)明實施例提供一種同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽的方法，能以較 短的工藝流程和較低成本處理選礦廢水，同時去除選礦廢水中有機物、重金屬和硫酸鹽， 使出水達標回用，該方法步驟如下：

　　(1)處理設備采用流動床生物膜反應器，向所述流動床生物膜反應器中投加聚乙烯 環(huán)內(nèi)部包裹纖維球的填料;優(yōu)選的，該步驟中，流動床生物膜反應器內(nèi)填料的填充比為 30%～50%。

　　(2)向所述流動床生物膜反應器中加入營養(yǎng)液;優(yōu)選的，營養(yǎng)液由葡萄糖、尿素、 磷酸二氫鉀、硫酸鹽、氯化鈣、硫酸鎂、氯化亞鐵、氯化鋅組成，該營養(yǎng)液各組份用量按 質(zhì)量百分比為：葡萄糖85～95%、尿素3～13%、磷酸二氫鉀1～2%、硫酸鹽0.01～0.1%、 氯化鈣0.005～0.02%、硫酸鎂0.005～0.02%、硫酸亞鐵0.005～0.01%、氯化鋅0.005～ 0.01%。。

　　(3)向所述流動床生物膜反應器中接種活性污泥，接種活性污泥量為使所述流動床 生物膜反應器中污泥濃度達到2g/L～8g/L，曝氣反應24小時;優(yōu)選的，接種的活性污泥 為普通好氧活性污泥。

　　(4)使用連續(xù)進水的方式運行所述流動床生物膜反應器，進水為自來水和選礦廢水 混合水，曝氣反應，調(diào)節(jié)所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢水的pH值為6～8，所述流 動床生物膜反應器的二沉池污泥連續(xù)回流，污泥回流比為100%～200%，連續(xù)運行48小時; 優(yōu)選的，自來水和選礦廢水形成的混合水中，按質(zhì)量百分比計，自來水的用量為30～70%， 選礦廢水的用量為30～70%。

　　(5)使用連續(xù)進水的方式運行所述流動床生物膜反應器，進水全部為選礦廢水，曝氣 反應，維持所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢水的pH值為6～8，所述流動床生物膜反 應器的二沉池污泥連續(xù)回流，污泥回流比為100%～200%;

　　(6)當所述流動床生物膜反應器內(nèi)填料的生物膜達到一定厚度，肉眼可見內(nèi)層生物 膜發(fā)黑時，調(diào)節(jié)反應體系溶解氧為0.5～1mg/L，調(diào)節(jié)所述流動床生物膜反應器內(nèi)所處理廢 水的pH值為6～8，所述流動床生物膜反應器的二沉池污泥回流比為100%～200%，連續(xù)運 行48小時;

　　(7)測定進、出水的COD、重金屬和硫酸鹽各指標，若COD去除率、重金屬去除率和 硫酸鹽去除率均達到預定值，則確定該處理工藝啟動成功，之后循環(huán)運行步驟(5)至(7)， 直至將所處理選礦廢水全部處理完。該步驟(7)中，COD去除率的預定值為80%以上，重 金屬去除率的預定值為80%以上，硫酸鹽去除率的預定值為50%以上，即COD去除率達到80% 以上、重金屬去除率達到50%以上和硫酸鹽去除率達到80%以上，則確定該處理工藝啟動成 功。

　　上述方法運行過程中流動床生物膜反應器內(nèi)發(fā)生的主要生化反應如下：

　　(1)填料的生物膜內(nèi)層為厭氧反應，主要發(fā)生有機硫選礦藥劑水解酸化反應。

　　ROCSSH+H2O+ROH+CS2

　　ROH+R′COOH

　　另外，硫酸鹽還原菌以水解酸化產(chǎn)生的有機酸為電子供體，以硫酸鹽為電子受體， 還原硫酸鹽為硫化氫，同時產(chǎn)生堿度。

　　此外，選礦廢水中的重金屬可以與硫酸鹽還原過程中產(chǎn)生的H2S反應生成沉淀。

　　M+S=MS↓(M為重金屬)

　　有機硫選礦藥劑為難生物降解物質(zhì)，在水解酸化作用下生成羧酸等易于被微生物降 解的物質(zhì)。同時，硫酸鹽還原菌以水解酸化產(chǎn)生的羧酸為電子供體，以硫酸鹽為電子受體 還原硫酸鹽為硫化氫，硫化氫再與選礦廢水中的重金屬反應產(chǎn)生沉淀從水中去除。硫酸鹽 還原過程中產(chǎn)生的堿性物質(zhì)可以與有機硫化合物好氧氧化過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)進行中 和，使生化反應體系pH維持在合理水平。系統(tǒng)中存在的硫酸鹽還原反應既可以降低單獨 好氧氧化過程中為維持反應體系pH需要加入的堿性物質(zhì)的量，亦可以強化有機物去除效 果。

　　(2)填料的生物膜外層發(fā)生好氧反應，將水解酸化與硫酸鹽還原反應后的產(chǎn)物進行 氧化。由于硫酸鹽還原過程中產(chǎn)生了堿度，好氧氧化反應過程中只需要加入少量的堿，大 大節(jié)約了運行成本。

　　因此，該方法的流動床生物膜反應器內(nèi)同時發(fā)生的硫酸鹽還原反應、水解酸化反應 與好氧氧化反應產(chǎn)生有效的協(xié)同效應，實現(xiàn)了在同一反應體系中高效經(jīng)濟的同時去除有機 物、重金屬和硫酸鹽的目的。