一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法技术

本发明专利技术公开了一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法，包括：通过曝气将酸性矿山废水中的二价铁离子氧化为三价铁离子，再通过调节酸性矿山废水的pH生成氢氧化铁沉淀，然后利用SRB还原硫酸根产生的碱度调节废水的pH以及利用产生的S2‑

【技术实现步骤摘要】
一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法


[0001]本专利技术属于废水处理
，涉及一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法。

技术介绍

[0002]酸性矿山废水(Acid Mine Drainage，AMD)是目前全球矿产资源开发中所面临的最严重的环境问题之一，其主要由矿山开采中排放的大量含硫废石和尾矿经空气、水和微生物综合作用发生氧化而产生。AMD废水显酸性，pH通常在4.0
‑
5.5之间，甚至更低；富含高浓度硫酸盐(SO
42
‑
)及金属离子(Fe
2+
、Fe
3+
、Pb
2+
、Cu
2+
、Zn
2+
、Cd
2+
等)，因可生化性低、酸性强、重金属毒性高等特性，可对土壤、水体、大气环境产生持久的污染与破坏，并且重金属污染可通过食物链对人体健康产生巨大危害。
[0003]在AMD的诸多处理技术和方法中，物理、化学方法通过药剂投加进行废水pH调节或无机硫化物投加实现重金属沉淀，具有简单成熟、处理时效短的特点，但是存在能耗高、(药剂投加)运行成本高、有价金属难回收、易产生二次污染(含多种重金属的污泥)等弊端；相比之下，生物法利用硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，SRB)在厌氧条件下将SO
42
‑
还原为S2‑
，S2‑
与AMD中多种重金属结合为硫化物而实现沉淀去除。由于AMD中多种重金属与S2‑
的溶度积常数K较小且差异较大，因此AMD中硫酸盐高效去除的同时，可实现重金属分级沉淀，AMD处理效果好、成本低、适用性强、无二次污染且能实现重金属的分级沉淀；但SRB也面临AMD中高浓度、复杂重金属离子对SRB的抑制和毒害作用，其严重限制了SRB的生物活性和硫酸盐还原效率，导致单一的SRB工艺难以应用和实现酸性矿山废水的处理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法，该方法能够实现酸性矿山废水中硫酸根的去除，同时高效利用SRB将硫酸根还原产生S2‑
和碱度实现重金属的分级沉淀，且成本较低。
[0005]为达到上述目的，本专利技术酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法包括：
[0006]通过曝气将酸性矿山废水中的二价铁离子氧化为三价铁离子，再通过调节酸性矿山废水的pH生成氢氧化铁沉淀，然后利用SRB还原硫酸根产生的碱度调节废水的pH以及利用产生的S2‑
与酸性矿山废水中多种重金属结合生成硫化物，实现分级沉淀回收，最后通过硫酸盐还原菌将去除主要重金属离子的酸性矿山废水中的硫酸根还原去除并产生S2‑
和碱度，通过回流为重金属的沉淀提供S2‑
和碱度，最终实现酸性矿山废水中硫酸盐的去除以及重金属的分级沉淀。
[0007]具体包括以下步骤：
[0008]1)酸性矿山废水集中进入曝气氧化池，通过曝气设备对废水进行曝气，将酸性矿山废水中二价铁离子氧化为三价铁离子，曝气氧化池的出水进入Fe沉淀池中；
[0009]2)在常温下，向Fe沉淀池加入氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钙溶液，调节
Fe沉淀池中废水的pH值，以形成铁的氢氧化物沉淀，其中，形成的铁的氢氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部，Fe沉淀池的出水进入到Cu沉淀池中；
[0010]3)SRB反应池出水的pH范围为7.0
‑
10.0，且SRB反应池的出水中含有S2‑
，SRB反应池的部分出水回流至Cu沉淀池，通过控制回流至Cu沉淀池中的SRB反应池出水流量，以调节Cu沉淀池的pH值，促使回流的S2‑
与废水中的Cu
2+
形成硫化铜，并沉淀于Cu沉淀池的底部；
[0011]4)Cu沉淀池的出水进入Zn/Mn沉淀池中，SRB反应池的部分出水回流至Zn/Mn沉淀池中，通过控制回流至Zn/Mn沉淀池中的SRB反应池出水流量，以调节Zn/Mn沉淀池内水的pH值，促使回流的S2‑
与废水中的Zn
2+
和Mn
2+
形成硫化锌及硫化锰，并沉淀于Zn/Mn沉淀池的底部；
[0012]5)Zn/Mn沉淀池的出水进入SRB反应池中，在SRB反应池内，酸性矿山废水中的硫酸根经硫酸盐还原菌的还原作用转化为S2‑
并产生碱度，废水中剩余的重金属进一步沉淀并随SRB反应池的剩余污泥定期外排。
[0013]步骤1)中曝气停留时间在0.5
‑
2小时。
[0014]步骤2)中，调节Fe沉淀池中废水的pH值至3.8
‑
4.5，以形成铁的氢氧化物沉淀，维持水力停留时间3
‑
8h，使得形成的铁的氢氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部。
[0015]步骤3)中，调节Cu沉淀池内水的pH值至5.5
‑
6.5，维持水力停留时间4
‑
12h。
[0016]步骤4)中，调节Zn/Mn沉淀池内水的pH范围至7.0
‑
8.0，维持水力停留时间4
‑
12h。
[0017]步骤3)中，SRB反应池的部分出水通过提升泵回流至Cu沉淀池。
[0018]步骤4)中，SRB反应池的部分出水通过提升泵回流至Zn/Mn沉淀池中。
[0019]本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术所述的酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法在具体操作时，通过曝气将酸性矿山废水中的二价铁离子氧化为三价铁离子，再通过调节废水pH生成氢氧化铁沉淀，充分沉淀后得到富含铁的剩余污泥，然后通过硫酸盐还原菌将酸性矿山废水中的硫酸根还原为S2‑
并产生碱度，调节酸性矿山废水的pH和利用金属硫化物溶度积偏小的特性，分别得到富含铜、锌、锰等重金属的剩余污泥；去除主要重金属离子的酸性矿山废水大大降低了重金属离子对SRB的抑制和毒害作用，提高SRB处理酸性矿山废水的生物活性及硫酸盐还原效率，并通过回流为重金属的沉淀提供S2‑
和碱度，最终实现酸性矿山废水中重金属离子分级沉淀和硫酸盐的去除，实现“以废治废”的资源高效利用。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的原理图。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0023]在附图中示出了根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法，其特征在于，包括：通过曝气将酸性矿山废水中的二价铁离子氧化为三价铁离子，再通过调节酸性矿山废水的pH生成氢氧化铁沉淀，利用S2‑
与酸性矿山废水中多种重金属结合生成硫化物，实现分级沉淀回收，然后通过硫酸盐还原菌将酸性矿山废水中的硫酸根还原为S2‑
并产生碱度进行回流，实现酸性矿山废水中硫酸盐的去除以及重金属的分级沉淀。2.根据权利要求1所述的酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)酸性矿山废水集中进入曝气氧化池，通过曝气设备对废水进行曝气，将酸性矿山废水中二价铁离子氧化为三价铁离子，曝气氧化池的出水进入Fe沉淀池中；2)在常温下，向Fe沉淀池加入氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钙溶液，调节Fe沉淀池中废水的pH值，以形成铁的氢氧化物沉淀，其中，形成的铁的氢氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部，Fe沉淀池的出水进入到Cu沉淀池中；3)SRB反应池出水的pH范围为7.0
‑
10.0，且SRB反应池的出水中含有S2‑
，SRB反应池的部分出水回流至Cu沉淀池，通过控制回流至Cu沉淀池中的SRB反应池出水流量，以调节Cu沉淀池的pH值，促使形成的硫化铜沉淀于Cu沉淀池的底部；4)Cu沉淀池的出水进入Zn/Mn沉淀池中，SRB反应池的部分出水回流至Zn/Mn沉淀池中，通过控制回流至Zn/Mn沉淀池中的SRB反应池出水流量，以调节Zn/Mn沉淀池内水的pH值，促使形成的硫化锌及硫化锰沉淀于Zn/Mn沉淀池的底部；5)Zn/Mn沉淀池的出水进入SRB反应池中，在SRB反应池内，酸性矿山废水中的硫酸根经硫酸盐还原菌的还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明宽，周明飞，连坤宙，刘亚鹏，毛进，王璟，逯佳琪，吴火强，冯秋燕，闫升，张加庚，郭娉，李亚娟，
申请(专利权)人：西安西热水务环保有限公司，
类型：发明
国别省市：