申请日2015.07.17
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方法，属于水处理领域。该方法使用流动床生物膜反应器，采用聚乙烯环内部包裹纤维球填料，加入营养液和活性污泥，使用合理的启动及运行参数，使水解酸化作用、好氧生物氧化作用和微生物硫酸盐还原作用在流动床生物膜反应器中同时进行，并产生有益协同作用，实现选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的同时高效去除，且工艺流程简单，投资较省，运行费用低。
权利要求书
1.一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方法，其特征在于，该方法 步骤如下：
(1)处理设备采用流动床生物膜反应器，向所述流动床生物膜反应器中投加聚乙烯 环内部包裹纤维球的填料;
(2)向所述流动床生物膜反应器中加入营养液;
(3)向所述流动床生物膜反应器中接种活性污泥，接种活性污泥量为使所述流动床 生物膜反应器中污泥浓度达到2g/L～8g/L，曝气反应24小时;
(4)使用连续进水的方式运行所述流动床生物膜反应器，进水为自来水和选矿废水 混合水，曝气反应，调节所述流动床生物膜反应器内所处理废水的pH值为6～8，所述流 动床生物膜反应器的二沉池污泥连续回流，污泥回流比为100%～200%，连续运行48小时;
(5)使用连续进水的方式运行所述流动床生物膜反应器，进水全部为选矿废水，曝 气反应，维持所述流动床生物膜反应器内所处理废水的pH值为6～8，所述流动床生物膜 反应器的二沉池污泥连续回流，污泥回流比为100%～200%;
(6)当所述流动床生物膜反应器内填料的生物膜达到一定厚度，肉眼可见内层生物 膜发黑时，调节反应体系溶解氧为0.5～1mg/L，调节所述流动床生物膜反应器内所处理废 水的pH值为6～8，所述流动床生物膜反应器的二沉池污泥回流比为100%～200%，连续运 行48小时;
(7)测定进、出水的COD、重金属和硫酸盐各指标，若COD去除率、重金属去除率 和硫酸盐去除率均达到预定值，则确定该处理工艺启动成功，之后循环运行步骤(5)至 (7)，直至将所处理选矿废水全部处理完。
2.根据权利要求书1所述的一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方 法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述流动床生物膜反应器内填料的填充比为30%～50%。
3.根据权利要求书1所述的一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方 法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述营养液由葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸盐、 氯化钙、硫酸镁、硫酸亚铁、氯化锌组成。
4.根据权利要求书3所述的一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方 法，其特征在于，所述营养液各组份用量按质量百分比为：
葡萄糖85～95%、尿素3～13%、磷酸二氢钾1～2%、硫酸盐0.01～0.1%、氯化钙 0.005～0.02%、硫酸镁0.005～0.02%、硫酸亚铁0.005～0.01%、氯化锌0.005～0.01%。
5.根据权利要求书1所述的一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方 法，其特征在于，所述步骤(3)中，接种的活性污泥为普通好氧活性污泥。
6.根据权利要求书1所述的一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方 法，其特征在于：所述步骤(4)中，自来水与选矿废水混合成的进水混合水中，按质量 百分比计，自来水的用量为30～70%，选矿废水的用量为30～70%。
7.根据权利要求书1所述的一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方法， 其特征在于，所述步骤(7)中，COD去除率的预定值为80%以上，重金属去除率的预定值 为80%以上，硫酸盐去除率的预定值为50%以上。
说明书
一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种对有色金属行业选矿废水处理同时去除选矿 废水中有机物、重金属和硫酸盐的方法。
背景技术
浮选工艺是应用最重要的选矿工艺之一，有90%以上的有色金属矿物都是浮选生产 处理。浮选过程中需要加入选矿药剂，如黄药等，主要为有机硫化合物，属于难降解物质。 选矿废水中普遍存在的污染物还有重金属(以铁、铜为主)和硫酸盐。目前，用于选矿废 水处理的方法主要为物化法、生化法和氧化法或者以上几种方法联合。物化法是向选矿废 水中加入石灰，后加入絮凝剂沉淀的处理方法，物化法对重金属去除效率高，对有机物去 除有限，且产生大量废渣，二次污染严重;化学法是向选矿废水中加入氧化药剂的方法(如 臭氧氧化、次氯酸钠氧化和Fenton氧化)，氧化法对有机物去除效率高，但是运行成本高， 且不能去除重金属;生化法是使用生物氧化作用去除选矿废水中的有机物，由于选矿废水 可生化性低，处理效果受到限制，且选矿药剂主要为有机硫化合物，生物氧化过程中硫被 氧化后产生硫酸，使pH大幅度降低，为了保持生化系统稳定运行，需要向其中加入大量 的碱，大幅增加运行费用;且以上处理方法均不能去除选矿废水中的硫酸盐。
以上方法均不能同时去除选矿废水中的有机物、重金属和硫酸盐，且不同程度面临 运行费用高，污染物去除效率低，二次污染严重等问题。
发明内容
基于上述现有选矿废水处理技术中存在的缺陷和不足，本发明提供一种同时去除选矿 废水中有机物、重金属和硫酸盐的方法，能同时去除选矿废水中的有机物、重金属和硫酸 盐，以短流程、高效率和低成本对选矿废水进行处理达到回用或者排放标准。
为解决上述技术问题，本发明提供一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐 的方法，该方法步骤如下：
(1)处理设备采用流动床生物膜反应器，向所述流动床生物膜反应器中投加聚乙烯 环内部包裹纤维球的填料;
(2)向所述流动床生物膜反应器中加入营养液;
(3)向所述流动床生物膜反应器中接种活性污泥，接种活性污泥量为使所述流动床 生物膜反应器中污泥浓度达到2g/L～8g/L，曝气反应24小时;
(4)使用连续进水的方式运行所述流动床生物膜反应器，进水为自来水和选矿废水 混合水，曝气反应，调节所述流动床生物膜反应器内所处理废水的pH值为6～8，所述流 动床生物膜反应器的二沉池污泥连续回流，污泥回流比为100%～200%，连续运行48小时;
(5)使用连续进水的方式运行所述流动床生物膜反应器，进水全部为选矿废水，曝 气反应，维持所述流动床生物膜反应器内所处理废水的pH值为6～8，所述流动床生物膜 反应器的二沉池污泥连续回流，污泥回流比为100%～200%;
(6)当所述流动床生物膜反应器内填料的生物膜达到一定厚度，肉眼可见内层生物 膜发黑时，调节反应体系溶解氧为0.5～1mg/L，调节所述流动床生物膜反应器内所处理废 水的pH值为6～8，所述流动床生物膜反应器的二沉池污泥回流比为100%～200%，连续运 行48小时;
(7)测定进、出水的COD、重金属和硫酸盐各指标，若COD去除率、重金属去除率 和硫酸盐去除率均达到预定值，则确定该处理工艺启动成功，之后循环运行步骤(5)至 (7)，直至将所处理选矿废水全部处理完。
本发明的有益效果为：该方法使用流动床生物膜反应器，采用聚乙烯环内部包裹纤维 球的填料，加入营养液和活性污泥，使用合理的启动及运行参数，使水解酸化作用、好氧 生物氧化作用和微生物硫酸盐还原作用在流动床生物膜反应器中同时进行，并产生有益协 同作用，实现选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的同时高效去除，且工艺流程简单，投 资较省，运行费用低。
具体实施方式
下面对本发明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 仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐的方法，能以较 短的工艺流程和较低成本处理选矿废水，同时去除选矿废水中有机物、重金属和硫酸盐， 使出水达标回用，该方法步骤如下：
(1)处理设备采用流动床生物膜反应器，向所述流动床生物膜反应器中投加聚乙烯 环内部包裹纤维球的填料;优选的，该步骤中，流动床生物膜反应器内填料的填充比为 30%～50%。
(2)向所述流动床生物膜反应器中加入营养液;优选的，营养液由葡萄糖、尿素、 磷酸二氢钾、硫酸盐、氯化钙、硫酸镁、氯化亚铁、氯化锌组成，该营养液各组份用量按 质量百分比为：葡萄糖85～95%、尿素3～13%、磷酸二氢钾1～2%、硫酸盐0.01～0.1%、 氯化钙0.005～0.02%、硫酸镁0.005～0.02%、硫酸亚铁0.005～0.01%、氯化锌0.005～ 0.01%。。
(3)向所述流动床生物膜反应器中接种活性污泥，接种活性污泥量为使所述流动床 生物膜反应器中污泥浓度达到2g/L～8g/L，曝气反应24小时;优选的，接种的活性污泥 为普通好氧活性污泥。
(4)使用连续进水的方式运行所述流动床生物膜反应器，进水为自来水和选矿废水 混合水，曝气反应，调节所述流动床生物膜反应器内所处理废水的pH值为6～8，所述流 动床生物膜反应器的二沉池污泥连续回流，污泥回流比为100%～200%，连续运行48小时; 优选的，自来水和选矿废水形成的混合水中，按质量百分比计，自来水的用量为30～70%， 选矿废水的用量为30～70%。
(5)使用连续进水的方式运行所述流动床生物膜反应器，进水全部为选矿废水，曝气 反应，维持所述流动床生物膜反应器内所处理废水的pH值为6～8，所述流动床生物膜反 应器的二沉池污泥连续回流，污泥回流比为100%～200%;
(6)当所述流动床生物膜反应器内填料的生物膜达到一定厚度，肉眼可见内层生物 膜发黑时，调节反应体系溶解氧为0.5～1mg/L，调节所述流动床生物膜反应器内所处理废 水的pH值为6～8，所述流动床生物膜反应器的二沉池污泥回流比为100%～200%，连续运 行48小时;
(7)测定进、出水的COD、重金属和硫酸盐各指标，若COD去除率、重金属去除率和 硫酸盐去除率均达到预定值，则确定该处理工艺启动成功，之后循环运行步骤(5)至(7)， 直至将所处理选矿废水全部处理完。该步骤(7)中，COD去除率的预定值为80%以上，重 金属去除率的预定值为80%以上，硫酸盐去除率的预定值为50%以上，即COD去除率达到80% 以上、重金属去除率达到50%以上和硫酸盐去除率达到80%以上，则确定该处理工艺启动成 功。
上述方法运行过程中流动床生物膜反应器内发生的主要生化反应如下：
(1)填料的生物膜内层为厌氧反应，主要发生有机硫选矿药剂水解酸化反应。
ROCSSH+H2O+ROH+CS2
ROH+R′COOH
另外，硫酸盐还原菌以水解酸化产生的有机酸为电子供体，以硫酸盐为电子受体， 还原硫酸盐为硫化氢，同时产生碱度。
此外，选矿废水中的重金属可以与硫酸盐还原过程中产生的H2S反应生成沉淀。
M+S=MS↓(M为重金属)
有机硫选矿药剂为难生物降解物质，在水解酸化作用下生成羧酸等易于被微生物降 解的物质。同时，硫酸盐还原菌以水解酸化产生的羧酸为电子供体，以硫酸盐为电子受体 还原硫酸盐为硫化氢，硫化氢再与选矿废水中的重金属反应产生沉淀从水中去除。硫酸盐 还原过程中产生的碱性物质可以与有机硫化合物好氧氧化过程中产生的酸性物质进行中 和，使生化反应体系pH维持在合理水平。系统中存在的硫酸盐还原反应既可以降低单独 好氧氧化过程中为维持反应体系pH需要加入的碱性物质的量，亦可以强化有机物去除效 果。
(2)填料的生物膜外层发生好氧反应，将水解酸化与硫酸盐还原反应后的产物进行 氧化。由于硫酸盐还原过程中产生了碱度，好氧氧化反应过程中只需要加入少量的碱，大 大节约了运行成本。
因此，该方法的流动床生物膜反应器内同时发生的硫酸盐还原反应、水解酸化反应 与好氧氧化反应产生有效的协同效应，实现了在同一反应体系中高效经济的同时去除有机 物、重金属和硫酸盐的目的。