申请日2010.12.29
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号C02F3/34; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种含铜含铁酸性废水的处理方法，包括以下步骤：步骤一，使用铁粉置换废水中的铜并过滤;步骤二，使用置换后液对本单位保藏的菌种活化培养并驯化;步骤三，在搅拌或曝气条件下使用驯化好的细菌氧化置换后液;步骤四，使用氧化后的Fe3+溶液生产聚合硫酸铁。本发明工艺流程短、设备简单、投资少、成本低，没有外排物产生，对环境友好，并能回收有价金属，提高经济效益。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征包括以下步骤：
步骤一：使用还原铁粉置换废水中的铜，还原Fe3+成为Fe2+，过滤回收有价金属铜;
步骤二：活化氧化亚铁硫杆菌和氧化亚铁微螺菌，使用置换后的溶液对菌种进行适应 性驯化;
步骤三：通过曝气或者搅拌的方式使用驯化好的细菌氧化置换后液生成Fe3+溶液;
步骤四：氧化后的溶液通过加热浓缩聚合生产聚铁。
2.如权利要求1所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：步骤一中， 还原铁粉使用量为还原废水中Cu2+、Fe3+等氧化剂所用理论量的1-2倍，置换时间2-4h， 反应温度为常温。
3.如权利要求1所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：步骤一中， 置换后液中控制亚铁铁浓度为30-60g/L。
4.如权利要求1所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：步骤二中， 活化培养、驯化及氧化置换后液过程中接种比为10-50%(V/V)。
5.如权利要求1所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：细菌培养、 驯化及氧化的温度为30-45℃。
6.如权利要求1或5所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：细菌培 养、驯化及氧化的pH为1.5-1.7。
7.如权利要求1或5所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：每毫升 细菌数量106-108个。
8.如权利要求1所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：步骤三细菌 氧化置换后液的氧化时间为2-8天。
9.如权利要求1所述的一种处理含铜含铁酸性废水处理方法，其特征在于：步骤四中， 生产聚铁的条件为：调整氧化后液PH1.0-1.3，常压加热蒸发至粘稠，50-90℃烘干。
说明书 [支持框选翻译]
一种含铜含铁酸性废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，尤其是一种含铜含铁酸性废水处理方法，本发明方法 可用于硫化铜矿采矿生产过程中产生的含铜含铁酸性废水处理，也可以作为一种聚合硫酸 铁的生产方法。
背景技术
在硫化铜矿采矿生产过程中，所产生的含铜含铁酸性废水PH低，金属离子浓度高， 对环境的污染大。目前含铜含铁酸性废水处理技术主要有：化学法：电解法、化学中和法、 硫化沉淀法、沉淀浮选法;物化法：反渗透法、离子交换法、液膜法、吸附法;生物法： 硫酸盐还原菌法、生物吸附法等。
电解法是一种比较成熟的方法，但是对低浓度的铜处理成本较高。化学沉淀法工艺简 单，投资少，操作方便，但由于化学沉淀法要加入大量的石灰，会有大量废渣的产生，废 水里面的铜等有价金属无法回收。硫化沉淀法能够有效回收废水中的铜，但是在酸性条件 下会产生有毒气体硫化氢，会造成操作环境恶化。离子交换法存在处理成本高等缺点。生 物法一般要求是处理低浓度的含铜废水，而且对酸度、温度等条件要求较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供提供一种经济、合理、行之有效的综合 处理含铜含铁酸性废水的方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种含铜含铁废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤一：使用铁粉置换废水中的铜。溶液颜色变为淡绿色。过滤回收有价金属铜。该 步骤中Cu2+被置换出来，溶液中Fe3+也被还原为Fe2+，铁粉氧化为Fe2+，溶液呈现Fe2+的淡 绿色。反应后测定Cu2+及Fe2+浓度。
步骤二：活化培养氧化亚铁硫杆菌和氧化亚铁微螺菌。使用置换后的溶液对这两种菌 种的混合液进行适应性驯化。活化及驯化过程中监测pH、氧化还原电位、细菌数量的变 化。
步骤三：通过曝气或者搅拌的方式通过细菌氧化Fe2+生成Fe3+。氧化过程中监测pH、 氧化还原电位、细菌数量的变化。氧化完成后测定Fe2+、Fe3+及总铁的浓度。
步骤四：氧化后的溶液常压加热蒸发至粘稠后，放入烘箱烘干得到聚合硫酸铁产品。 产品测定全铁质量分数、还原性物质质量分数、盐基度等国家规定的聚铁质量参数。
优选地，步骤一中，置换铁粉使用量为还原废水中Cu2+、Fe3+等氧化剂所用理论量的 1-2倍。置换时间2-4h。反应温度为常温。
优选地，置换后溶液中控制亚铁浓度30-60g/L。
步骤二所使用的两种菌种为常见菌，氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans，T.f)是能产生三价铁离子的一类特殊细菌，属于铁细菌的一种。它们能加 速亚铁离子的氧化，它是一种重要的浸矿微生物，可商业购买得到或从矿物废水中筛选培 养得到。氧化亚铁微螺菌也类似。
优选地，细菌活化、驯化及氧化过程接种量为10%-50%。
优选地，细菌活化、驯化及氧化过程培育温度为30-45℃。
优选地，细菌活化、驯化及氧化过程pH为1.5-1.7。
优选地，细菌活化、驯化及氧化过程每毫升细菌数量106-108个。氧化反应过程中用 Ag-AgCl电极监测电位变化，氧化完成后测定氧化还原电位550mv-700mv。反应结束后Fe2+的量占总铁量比例小于0.1%。反应搅拌强度100-200r/min。
优选地，步骤三细菌氧化置换后液的氧化时间为2-8天。
优选地，生产聚合硫酸铁所用氧化后液调整PH=1.0-1.3，常压加热蒸发至粘稠，烘 干温度为50-90℃。
本发明主要是基于如下的原理进行的：在适宜的温度、pH等条件下，氧化亚铁硫杆 菌及氧化亚铁微螺菌可以有效的将Fe2+氧化为Fe3+。控制适宜的三价铁浓度和pH，在反应 过程中不产生不溶性含铁沉淀。氧化后的Fe3+溶液通过蒸发、水解、聚合生成聚铁产品。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明一种含铜含铁酸性废水的处理 方法取得了如下有益效果：
1、反应过程中只需要加入必要的铁粉和调节pH的酸碱溶液，不需要添加其他药剂。 处理过程不会产生二次污染。
2、本发明可在常压较低温度条件下，对含铜含铁酸性废水进行集中处理，生产规模 可大可小，且工艺简单，流程短，一次投资少，见效快，运行费用低廉，环境友好。处理 后既能有效回收有价金属铜又能变废为宝生产新的产品聚铁，聚铁作为水处理剂具有絮凝 体形成速度快、矾花密实、沉降速度快、对低温高浊度原水处理效果好、适用水体pH值 范围广等独特的性能，同时还能去除水中的有机物、悬浮物、重金属、硫化物及致癌物、 无铁离子的水相转移、脱色脱油、除臭除菌功能显著，且价格便宜，与其他净水剂相比， 有着很强的市场竞争力，其经济效益也十分明显。本发明为厂矿企业含铜含铁废水的处理， 提供一条有效且经济实用的途径。