公布日：2023.03.07
申请日：2022.11.25
分类号：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
本发明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‑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，且成本较低。
权利要求书
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作用转化为S2-，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。
3.根据权利要求2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，步骤1)中曝气停留时间在0.5-2小时。
4.根据权利要求2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，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。
5.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，步骤3)中，调节Cu沉淀池内水的pH值至5.5-6.5。
6.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，步骤3)中，维持水力停留时间4-12h。
7.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，步骤4)中，调节Zn/Mn沉淀池内水的pH范围至7.0-8.0。
8.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，步骤4)中，维持水力停留时间4-12h。
9.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，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。
10.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，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。
发明内容
本发明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。
为达到上述目的，本发明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-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。
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，促使回流的S2-与废水中的Cu2+形成硫化铜，并沉淀于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，促使回流的S2-与废水中的Zn2+和Mn2+形成硫化锌及硫化锰，并沉淀于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。
步骤1)中曝气停留时间在0.5-2小时。
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。
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。
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。
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。
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。
本发明具有以下有益效果：
本发明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。
（发明人：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）
