公布日：2023.03.07
申請日：2022.11.25
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/74(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;
C02F103/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，包括：通過曝氣將酸性礦山廢水中的二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，再通過調(diào)節(jié)酸性礦山廢水的pH生成氫氧化鐵沉淀，然后利用SRB還原硫酸根產(chǎn)生的堿度調(diào)節(jié)廢水的pH以及利用產(chǎn)生的S2‑與酸性礦山廢水中多種重金屬結(jié)合生成硫化物，實(shí)現(xiàn)分級(jí)沉淀回收，最后通過硫酸鹽還原菌將去除主要重金屬離子的酸性礦山廢水中的硫酸根還原去除并產(chǎn)生S2‑和堿度，通過回流為重金屬的沉淀提供S2‑和堿度，最終實(shí)現(xiàn)酸性礦山廢水中硫酸鹽的去除以及重金屬的分級(jí)沉淀，且成本較低。
權(quán)利要求書
1.一種酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，包括：通過曝氣將酸性礦山廢水中的二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，再通過調(diào)節(jié)酸性礦山廢水的pH生成氫氧化鐵沉淀，利用S2-與酸性礦山廢水中多種重金屬結(jié)合生成硫化物，實(shí)現(xiàn)分級(jí)沉淀回收，然后通過硫酸鹽還原菌將酸性礦山廢水中的硫酸根還原為S2-并產(chǎn)生堿度進(jìn)行回流，實(shí)現(xiàn)酸性礦山廢水中硫酸鹽的去除以及重金屬的分級(jí)沉淀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：1)酸性礦山廢水集中進(jìn)入曝氣氧化池，通過曝氣設(shè)備對(duì)廢水進(jìn)行曝氣，將酸性礦山廢水中二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，曝氣氧化池的出水進(jìn)入Fe沉淀池中；2)在常溫下，向Fe沉淀池加入氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)Fe沉淀池中廢水的pH值，以形成鐵的氫氧化物沉淀，其中，形成的鐵的氫氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部，Fe沉淀池的出水進(jìn)入到Cu沉淀池中；3)SRB反應(yīng)池出水的pH范圍為7.0-10.0，且SRB反應(yīng)池的出水中含有S2-，SRB反應(yīng)池的部分出水回流至Cu沉淀池，通過控制回流至Cu沉淀池中的SRB反應(yīng)池出水流量，以調(diào)節(jié)Cu沉淀池的pH值，促使形成的硫化銅沉淀于Cu沉淀池的底部；4)Cu沉淀池的出水進(jìn)入Zn/Mn沉淀池中，SRB反應(yīng)池的部分出水回流至Zn/Mn沉淀池中，通過控制回流至Zn/Mn沉淀池中的SRB反應(yīng)池出水流量，以調(diào)節(jié)Zn/Mn沉淀池內(nèi)水的pH值，促使形成的硫化鋅及硫化錳沉淀于Zn/Mn沉淀池的底部；5)Zn/Mn沉淀池的出水進(jìn)入SRB反應(yīng)池中，在SRB反應(yīng)池內(nèi)，酸性礦山廢水中的硫酸根經(jīng)硫酸鹽還原菌的還原作用轉(zhuǎn)化為S2-，廢水中剩余的重金屬進(jìn)一步沉淀并隨SRB反應(yīng)池的剩余污泥定期外排。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟1)中曝氣停留時(shí)間在0.5-2小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟2)中，調(diào)節(jié)Fe沉淀池中廢水的pH值至3.8-4.5，以形成鐵的氫氧化物沉淀，維持水力停留時(shí)間3-8h，使得形成的鐵的氫氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟3)中，調(diào)節(jié)Cu沉淀池內(nèi)水的pH值至5.5-6.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟3)中，維持水力停留時(shí)間4-12h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟4)中，調(diào)節(jié)Zn/Mn沉淀池內(nèi)水的pH范圍至7.0-8.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟4)中，維持水力停留時(shí)間4-12h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟3)中，SRB反應(yīng)池的部分出水通過提升泵回流至Cu沉淀池。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，其特征在于，步驟4)中，SRB反應(yīng)池的部分出水通過提升泵回流至Zn/Mn沉淀池中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)酸性礦山廢水中硫酸根的去除，同時(shí)高效利用SRB將硫酸根還原產(chǎn)生S2-和堿度實(shí)現(xiàn)重金屬的分級(jí)沉淀，且成本較低。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法包括：
通過曝氣將酸性礦山廢水中的二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，再通過調(diào)節(jié)酸性礦山廢水的pH生成氫氧化鐵沉淀，然后利用SRB還原硫酸根產(chǎn)生的堿度調(diào)節(jié)廢水的pH以及利用產(chǎn)生的S2-與酸性礦山廢水中多種重金屬結(jié)合生成硫化物，實(shí)現(xiàn)分級(jí)沉淀回收，最后通過硫酸鹽還原菌將去除主要重金屬離子的酸性礦山廢水中的硫酸根還原去除并產(chǎn)生S2-和堿度，通過回流為重金屬的沉淀提供S2-和堿度，最終實(shí)現(xiàn)酸性礦山廢水中硫酸鹽的去除以及重金屬的分級(jí)沉淀。
具體包括以下步驟：
1)酸性礦山廢水集中進(jìn)入曝氣氧化池，通過曝氣設(shè)備對(duì)廢水進(jìn)行曝氣，將酸性礦山廢水中二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，曝氣氧化池的出水進(jìn)入Fe沉淀池中；
2)在常溫下，向Fe沉淀池加入氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)Fe沉淀池中廢水的pH值，以形成鐵的氫氧化物沉淀，其中，形成的鐵的氫氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部，Fe沉淀池的出水進(jìn)入到Cu沉淀池中；
3)SRB反應(yīng)池出水的pH范圍為7.0-10.0，且SRB反應(yīng)池的出水中含有S2-，SRB反應(yīng)池的部分出水回流至Cu沉淀池，通過控制回流至Cu沉淀池中的SRB反應(yīng)池出水流量，以調(diào)節(jié)Cu沉淀池的pH值，促使回流的S2-與廢水中的Cu2+形成硫化銅，并沉淀于Cu沉淀池的底部；
4)Cu沉淀池的出水進(jìn)入Zn/Mn沉淀池中，SRB反應(yīng)池的部分出水回流至Zn/Mn沉淀池中，通過控制回流至Zn/Mn沉淀池中的SRB反應(yīng)池出水流量，以調(diào)節(jié)Zn/Mn沉淀池內(nèi)水的pH值，促使回流的S2-與廢水中的Zn2+和Mn2+形成硫化鋅及硫化錳，并沉淀于Zn/Mn沉淀池的底部；
5)Zn/Mn沉淀池的出水進(jìn)入SRB反應(yīng)池中，在SRB反應(yīng)池內(nèi)，酸性礦山廢水中的硫酸根經(jīng)硫酸鹽還原菌的還原作用轉(zhuǎn)化為S2-并產(chǎn)生堿度，廢水中剩余的重金屬進(jìn)一步沉淀并隨SRB反應(yīng)池的剩余污泥定期外排。
步驟1)中曝氣停留時(shí)間在0.5-2小時(shí)。
步驟2)中，調(diào)節(jié)Fe沉淀池中廢水的pH值至3.8-4.5，以形成鐵的氫氧化物沉淀，維持水力停留時(shí)間3-8h，使得形成的鐵的氫氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部。
步驟3)中，調(diào)節(jié)Cu沉淀池內(nèi)水的pH值至5.5-6.5，維持水力停留時(shí)間4-12h。
步驟4)中，調(diào)節(jié)Zn/Mn沉淀池內(nèi)水的pH范圍至7.0-8.0，維持水力停留時(shí)間4-12h。
步驟3)中，SRB反應(yīng)池的部分出水通過提升泵回流至Cu沉淀池。
步驟4)中，SRB反應(yīng)池的部分出水通過提升泵回流至Zn/Mn沉淀池中。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明所述的酸性礦山廢水中硫酸鹽及重金屬同步去除的方法在具體操作時(shí)，通過曝氣將酸性礦山廢水中的二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，再通過調(diào)節(jié)廢水pH生成氫氧化鐵沉淀，充分沉淀后得到富含鐵的剩余污泥，然后通過硫酸鹽還原菌將酸性礦山廢水中的硫酸根還原為S2-并產(chǎn)生堿度，調(diào)節(jié)酸性礦山廢水的pH和利用金屬硫化物溶度積偏小的特性，分別得到富含銅、鋅、錳等重金屬的剩余污泥；去除主要重金屬離子的酸性礦山廢水大大降低了重金屬離子對(duì)SRB的抑制和毒害作用，提高SRB處理酸性礦山廢水的生物活性及硫酸鹽還原效率，并通過回流為重金屬的沉淀提供S2-和堿度，最終實(shí)現(xiàn)酸性礦山廢水中重金屬離子分級(jí)沉淀和硫酸鹽的去除，實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”的資源高效利用。
（發(fā)明人：張明寬;周明飛;連坤宙;劉亞鵬;毛進(jìn);王璟;逯佳琪;吳火強(qiáng);馮秋燕;閆升;張加庚;郭娉;李亞娟）
