申请日2015.10.13
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种用于金属矿的填料挂膜污水处理工艺和系统：MUCT由5个功能区组成：水解酸化池、预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池;缺氧池和厌氧池内设有搅拌装置，在缺氧池和厌氧池进水口和出水口各放置一组复合填料悬挂床，水解酸化池出水口和入水口各放置一组复合填料悬挂床，好氧池内放置4组复合填料悬挂床，好氧池底部放置暴气设备。本发明的工艺非常优秀，对金属矿的污水处理进行了优化。
权利要求书
1.一种用于金属矿的填料挂膜污水处理工艺，其包括如下步骤：
(1)构建MUCT装置：
MUCT由5个功能区组成：水解酸化池、预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧 池;缺氧池和厌氧池内设有搅拌装置，在缺氧池和厌氧池进水口放置一组复合 填料悬挂床，水解酸化池出水口和入水口各放置一组复合填料悬挂床，好氧池 内放置4组复合填料悬挂床，池子底部放置暴气设备;
在水解酸化池中接种短乳杆菌(Lactobacillusbreris)、脂环酸芽孢杆 菌(AlicyclobacilusWistzkey)，pH=6.9～7.5,温度：45℃～48℃，污泥停 留时间为8d，短乳杆菌和脂环酸芽孢杆菌为嗜酸菌，均能够在酸性条件下生 存，且能降解大分子有机物;
预缺氧池、缺氧池接种腊状芽孢杆菌(BacillusCereus)、香鱼假单胞菌 (Pseudomonaplecoylossicida)，温度36℃～43℃，pH=6.6～7.0，污泥停 留时间为8d，腊状芽孢杆菌和香鱼假单胞菌均为兼性厌氧菌，能够进行反硝化 作用，为污水进行脱氮;
厌氧池接种乙醇嗜热厌氧菌(Thermoanaerobacterethanlicus)温度 30℃～40℃，pH=6.0～7.9，为严格厌氧菌，污泥停留时间为8d，可在严格厌 氧的条件下降解有机物，将废水经进行脱氮除磷;
好氧池接种产脘丝酵母(Candidautilis)、固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans)、枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillussubtilis subsp.subtilis),温度：20℃～28℃，pH=7.0～7.9，污泥停留时间为8d，降 解有机物能力强，降低废水的COD，提高出水质量;
所述每组复合填料悬挂床设置四束复合纤维丝生物膜载体;
所述复合纤维丝生物膜载体构成：
外夹层：活性碳纤维和丙纶混合的网布，在网布上编织玻璃纤维丝环状 圈;内芯：混合纤维丝辫带，麻丝与聚酯纤维丝编织成辫带;
所述复合纤维丝生物膜载体规格为：
复合填料束尺寸：Φ16×160cm;
环状圈长度：14cm，即向外扩展7cm;
外层网尺寸：Φ4×160cm，保持一定外层网厚度;
内部复合纤维束辫料尺寸：Φ12×150cm，复合纤维束辫料直径设置为 12cm;
外层网布网孔大小：1.9mm，网布孔径设置为1.9mm;
(2)金属矿污水处理：
金属矿污水的原水依次进入水解酸化池停留1～1.4小时，预缺氧池停留 54～64min、厌氧池停留30min、缺氧池停留45～48min、好氧池停留25～ 40min;缺氧池和厌氧池内的搅拌装置一直处于搅拌状态;
(3)金属矿污水排放;
处理后的金属矿污水经排放口排出。
2.权利要求1所述的用于金属矿的填料挂膜污水处理工艺，其特征在于：
所述被处理的金属矿污水是COD大于5000mg/L的重污染水质。
3.采用权利要求1或2所述的工艺制备的填料挂膜污水处理系统，其水解 酸化池接通金属矿污水装置的排水口。
说明书
用于金属矿的填料挂膜污水处理工艺和系统
技术领域
本发明属于金属矿领域，具体涉及一种用于金属矿的填料挂膜污水处理工 艺和系统。
背景技术
金属矿废水是选矿工艺中排水、尾矿池溢流水以及矿场排水的统称其内含 有悬浮物、重金属、选矿药剂、化学耗氧物质以及其他一些油类、酷、铵、膦 等多种污染物。根据其排放源可分为两类：重选、浮选等选矿工艺过程中排出 的废水包括某些冲洗水，其总量占废水总量的以上;精矿浓缩及中矿浓缩设备 溢流水，其总量一般少于废水总量的。具体废水来源主要有破碎系统排水、洗 矿废水、设备冷却水、药剂车间地面及设备冲洗水、选矿工艺排水等。选矿废 水通常指的就是矿石经重选、浮选、磁选等一系列工艺过程后而产生的含大量 微小矿物颗粒、浮选药剂、重金属、尾矿澄的复杂废水。
金属矿废水具有排放量大、成分复杂、悬浮物含量高、有毒有害污染物种 类多而浓度低，废水尾砂粒度极细、呈分散的胶态，不易自然沉降等特点。分 析其原因主要是矿物破碎、矿物清洗、设备冷却用水量高但回收利用率低;选 矿过程中矿物经破碎、蹄分、脱水、浓缩等步骤处理，需加入大量浮选药剂、 浓缩剂、脱水剂等，大量重金属、无机有机药剂等带入废水中;选矿厂破碎、 磨矿工序中，会产生大量微细矿粒，因其粒度极细与选矿药剂等反应产生胶体 物质，与水混合后不易自然沉降。金属矿废水处理中常利用峡谷、坡地、河滩 等以堤顼围筑成尾矿库，使废水中污染物在尾矿库中沉淀和自然降解后再部分 回用或排出。我国每年因矿山开釆与浮磁选等排出的污水达亿，有色金属矿废 水回用率普遍较低，直接回用部分废水到各工序中，给生产的稳定操作以及浮 选过程中的技术指标带来不利的影响，且外排废水不易达到国家排放标准。因 此，开展选矿废水尤其是多金属矿复杂废水高效处理研究，使之稳定达标，提 高废水净化后回用率，对减轻选矿废水污染排放，保护水环境质量具有重要意 义。
如何高效低成本地处理金属矿废水，一直是金属矿开采领域面临的重要难 题。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，通过多年的研究和实验，得到一种用于金属 矿的填料挂膜污水处理工艺和系统。本发明采用MUCT生物膜相工艺，即在反应 池中添加生物膜反应器。本发明采用的脱氮除磷工艺为MUCT，采用的生物膜反 应器为生物膜固定床反应器，固定床反应器中添加的填料为纤维束填料。
本发明的技术方案如下：
一种用于金属矿的填料挂膜污水处理工艺，其包括如下步骤：
(1)构建MUCT装置：
MUCT由5个功能区组成：水解酸化池、预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧 池;缺氧池和厌氧池内设有搅拌装置，在缺氧池和厌氧池进水口放置一组复合 填料悬挂床，水解酸化池出水口和入水口各放置一组复合填料悬挂床，好氧池 内放置4组填料固定床，池子底部放置暴气设备;
将原有的二沉池省略，将好氧池出水口设置过滤膜，将污泥截留在好氧池 中，污水经处理后不需经过二沉池直接流出，节省二沉池的基建费用。将初沉 池改为水解酸化池，由于生活污水中有机碳源底，经过酸水解后将微生物难利 用的有机大分子水解为小分子，增加废水中微生物可利用碳源;
在水解酸化池中接种短乳杆菌(Lactobacillusbreris)、脂环酸芽孢杆 菌(AlicyclobacilusWistzkey)，pH=6.9～7.5,温度：45℃～48℃，污泥停 留时间为8d，短乳杆菌和脂环酸芽孢杆菌为嗜酸菌，均能够在酸性条件下生 存，且能降解大分子有机物;
预缺氧池、缺氧池接种腊状芽孢杆菌(BacillusCereus)、香鱼假单胞菌 (Pseudomonaplecoylossicida)，温度36℃～43℃，pH=6.6～7.0，污泥停留 时间为8d，腊状芽孢杆菌和香鱼假单胞菌均为兼性厌氧菌，能够进行反硝化作 用，为污水进行脱氮;
厌氧池接种乙醇嗜热厌氧菌(Thermoanaerobacterethanlicus)温度30℃～ 40℃，pH=6.0～7.9，为严格厌氧菌，污泥停留时间为8d，可在严格厌氧的条 件下降解有机物，将废水经进行脱氮除磷;
好氧池接种产脘丝酵母(Candidautilis)、固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans)、枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillussubtilis subsp.subtilis),温度：20℃～28℃，pH=7.0～7.9，污泥停留时间为8d，降 解有机物能力强，降低废水的COD，提高出水质量;
所述每组悬挂式固定床设置四组束复合纤维丝生物膜载体;
所述复合纤维丝生物膜载体分为：
外夹层：活性碳纤维和丙纶混合的网布，在网布上编织玻璃纤维丝环状 圈;
内芯：混合纤维丝辫带，麻丝与聚酯纤维丝编织成辫带;
由于进水在工艺前段停留时间过长，增加缺氧池与厌氧池对有机碳源的过 度消耗，造成好氧池碳源不足，因此在混合纤维丝中添加麻丝，为好氧池增加 碳源。在外层毛圈的原料上，将玻璃纤维丝编制环状圈，增加材料的韧性，增 加环状圈对水中气泡的切割力度。在外层网布中添加活性碳纤维，利用活性碳 纤维增加外层网微生物的附着。
所述复合纤维丝生物膜载体规格为：
(1)复合填料束尺寸：Φ16×160cm。根据反应池深度设计填料尺寸，一 般池深4m，复合填料设置为160cm,放置于反应池中部，因此要小于池水深度。
(2)环状圈长度：14cm，即向外扩展7cm。环状圈直径为7cm可以有力的 切割水中气泡。
(3)外层网尺寸：Φ4×160cm，保持一定外层网厚度，为好氧菌提供生存 场所，提高填料的透气效果。
(4)内部复合纤维束辫料尺寸：Φ12×150cm，复合纤维束辫料直径设置 为12cm，为厌氧菌及兼性厌氧菌提供缺氧、厌氧场所生存。
(5)外层网布网孔大小：1.9mm，网布孔径设置为1.9mm，增加环状圈分布 密度，加强切割气泡效果，同时能够吸附气泡，环状圈也是微生物的附着场 所，因此可以增加生物膜中的生物量。
(2)金属矿污水处理：
金属矿污水的原水依次进入水解酸化池停留1～1.4小时，预缺氧池停留 54～64min、厌氧池停留30min、缺氧池停留45～48min、好氧池停留25～ 40min;缺氧池和厌氧池内的搅拌装置一直处于搅拌状态;
(3)金属矿污水排放;
处理后的金属矿污水经排放口排出。
采用上述的工艺制备的填料挂膜污水处理系统，其水解酸化池接通金属矿 污水装置的排水口。
微生物的种类和反应器内水力停留时间对于厌氧COD的去除降解具有很明 显的影响。较高的流速可以增加反应器内的扰动，从而使污泥与废水中的有机 物的接触更为充分，有利于提高去除率。但高流速的出水流经常携带厌氧膜， 减少了反应器内生物膜量。较低的流速可以增加污水与生物膜的接触时间，使 微生物能够充分地吸收、降解污水中的营养物质，提高处理效率;但是过低的 流速也会导致部分微生物无法得到充足的营养物，若长期得不到充足营养，必 将引起微生物内源呼吸从而生物膜脱落。因此，为了获得较好的处理效果，选 取适当水力停留时间是至关重要的。本发明从装置，到微生物，到处理时的工 艺进行了全面的优化，从而得到一种处理废水非常优异的工艺，其可以有效去 除水中氮磷元素，并非常显著地降低COD。
本发明的有益之处在于：
1、金属矿污水中含有很高的氮磷元素，本发明的工艺和系统适合于金属矿 污水，可有效去除金属矿污水中氮磷元素，并且显著降低COD。
2、本发明的工艺操作简单，可以大范围实施。
