申请日2008.11.27
公开(公告)日2010.06.23
IPC分类号C02F1/58; C02F9/14
摘要
本发明提供一种处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺，它包括以下几个步骤：(1)、酸性废水依照顺次进入多个接触反应器，随后进入硫酸盐还原生物反应器;(2)、通过后一级反应器的回流流量控制，实现各接触反应器运行于不同的pH，将不同的金属沉淀;(3)、采用COD浓度为10000mg/L-100000mg/L的食品加工废水作为碳源，通入硫酸盐还原生物反应器;该工艺对矿山酸性废水中Cu2+的去除率达99%;Fe2+的去除率达95%，Fe3+的去除率为90%，处理后废水pH为中性，可以达标排放。该工艺的优点是利用COD浓度为10000mg/L-100000mg/L的有机废水做碳源，降低碳源成本，利用分相的设计减少金属离子对细菌的抑制，采用回流减少S2-离子对细菌的抑制，控制回流比实现各接触反应器对废水中各种有价金属的选择性沉淀。整个工艺可以使运行成本降低30-50%。
翻译权利要求书
1.一种处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺，其特征在于：它包括以下几个步骤：
(1)、酸性废水依照顺次进入多个接触反应器，随后进入硫酸盐还原生物反应器;
(2)、通过后一级接触反应器的回流流量控制，实现各接触反应器运行于不同的pH，将不同的金属沉淀;
(3)、采用食品加工废水稀释作为碳源，通入硫酸盐还原生物反应器。
2.根据权利要求1所述的处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺，其特征在于：从硫酸盐还原生物反应器排出废水进入好氧反应池，产生的剩余污泥回流硫酸盐还原生物反应器做碳源。
3.根据权利要求1或2所述的处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺，其特征在于：硫酸盐还原生物反应器采用升流式厌氧污泥床(UASB)工艺。
4.根据权利要求1或2所述的处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺，其特征在于：食品加工废水为糖蜜废水或酒精废水。
5.根据权利要求4所述的处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺，其特征在于：糖蜜废水或酒精废水的COD浓度为10000mg/L---100000mg/L，经稀释后使用，其稀释倍数为1000-100倍。
说明书
一种处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是一种利用硫酸盐还原菌和COD浓度为10000mg/L-100000mg/L有机废水处理酸性矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺。
背景技术
利用硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水是通过异化硫酸盐的生物还原反应，将酸性矿山废水中的硫酸盐还原为H2S，在不同的pH条件下，可以利用H2S选择沉淀不同重金属形成金属硫化物，以去除废水中的重金属离子并回收有价金属，生物还原反应中生成的碱度可以中和酸性矿山废水。该方法具有成本低、适用性强、无二次污染、可以回收酸性矿山废水中的重金属等特点。因此受到环境工作者的广泛关注，成为矿山酸性废水处理技术研究的前沿课题。
然而硫酸盐还原菌的生长需要外加额外的碳氮源才能完成，同时产生硫酸盐还原菌的反应器内，硫酸盐还原菌的生长受到金属离子，S2-离子的抑制，硫酸盐还原效率不高。因此，设计符合硫酸盐还原菌生长的合适工艺，提高硫酸盐还原菌还原效率，选择合适的碳源，实现有价金属的回收是实现工业应用的非常重要的环节。
发明内容
本发明的第一个目的是提供有价金属沉淀的可操作pH值及具体方案，实现有价金属的回收。
本发明的第二个目的是提出一种具体操作工艺，该工艺利用高浓度有机废水为碳源，可降低50%的处理成本，对矿山酸性废水中Cu2+的去除率达95-97%;Zn2+的去除率达90-98%;Fe2+的去除率达91-99%，Fe3+的去除率为79-91%。处理后废水pH为中性。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
这种处理矿山酸性废水并回收废水中有价金属的工艺，它包括以下几个步骤：
(1)、酸性废水依照顺次进入多个接触反应器，随后进入硫酸盐还原生物反应器;
(2)、通过后一级接触反应器的回流流量控制，实现各接触反应器运行于不同的pH，将不同的金属沉淀;
(3)、采用食品加工废水稀释作为碳源，通入硫酸盐还原生物反应器。
废水先进入接触反应器I，然后进入接触反应器II，最终进入厌氧硫酸盐还原生物反应器(UASB反应器)，同时，部分废水从硫酸盐还原生物反应器回流至接触反应器II，部分废水从接触反应器II回流至接触反应器I，厌氧硫酸盐还原生物反应器出水进入好氧处理工序。后续的好氧处理工艺可以大幅去除废水中的残余的COD，好氧工艺产生的剩余污泥，经浓缩后可以回流至硫酸盐还原生物反应器做碳源，减少碳源实际消耗量。
食品加工废水为糖蜜废水或酒精废水。
糖蜜废水或酒精废水的COD浓度为10000mg/L---100000mg/L，经稀释后使用，其稀释倍数为1000-100倍。
硫酸菌驯化条件是常规的活性污泥内含有大量硫酸盐还原菌，只要提供的环境中含有大量的硫酸盐，也就是提供含硫酸盐的废水，污泥中的硫酸盐还原菌就会充分生长，并在反应器内成为优势细菌。
本发明的优点是：本发明提供的工艺采用分相的设计，减少金属离子对生物反应器内微生物的抑制;同时由于生物反应器内微生物生长环境维持在pH6-7，使得硫酸盐还原率较高;生物反应器采用升流式厌氧污泥床(UASB)，能够实现泥水的快速分离，回流仅回流液体，而污泥微生物不会被回流;通过回流使得生物反应器内产生的S2-离子能够实时的回到前面的选择性沉淀池，减少S2-离子对生物反应器内微生物的抑制;通过控制回流比，可以实现两个选择性沉淀池内pH的控制并进而实现铜、铁分别的选择性沉淀。后置的好氧反应装置可以充分利用出水中残余的碳源产生污泥，同时使出水达标;产生的污泥浓缩后可以回流生物反应器做碳源，减少碳源的消耗量。预计整个工艺可以比常规工艺成本降低30-50%。
本发明采用回流来控制多个接触反应器选择性沉淀回收有价金属，各接触反应器操作pH如图2所示，Cu2+的最佳沉淀酸度值为2.5;Zn2+的最佳沉淀酸度值为3.5;Fe2+的最佳沉淀酸度值为6.0。在Cu2+沉淀过程中夹带了部分的Zn2+和Fe2+一起沉淀，同样在Zn2+沉淀过程中Fe2+也被部分夹带沉淀。