[發明專利]一種處理礦山酸性廢水并回收廢水中有價金屬的工藝

無效

• 申請號: 200810227390.0
• 申請日: 2008-11-27
• 公開（公告）號: CN101746918A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 劉興宇;陳勃偉;黃松濤;劉文彥
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/58
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 郭佩蘭

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，特別是一種利用硫酸鹽還原菌和COD濃度為10000mg/L-100000mg/L有機廢水處理酸性礦山酸性廢水并回收廢水中有價金屬的工藝。

背景技術

利用硫酸鹽還原菌處理酸性礦山廢水是通過異化硫酸鹽的生物還原反應，將酸性礦山廢水中的硫酸鹽還原為H₂S，在不同的pH條件下，可以利用H₂S選擇沉淀不同重金屬形成金屬硫化物，以去除廢水中的重金屬離子并回收有價金屬，生物還原反應中生成的堿度可以中和酸性礦山廢水。該方法具有成本低、適用性強、無二次污染、可以回收酸性礦山廢水中的重金屬等特點。因此受到環境工作者的廣泛關注，成為礦山酸性廢水處理技術研究的前沿課題。

然而硫酸鹽還原菌的生長需要外加額外的碳氮源才能完成，同時產生硫酸鹽還原菌的反應器內，硫酸鹽還原菌的生長受到金屬離子，S^2-離子的抑制，硫酸鹽還原效率不高。因此，設計符合硫酸鹽還原菌生長的合適工藝，提高硫酸鹽還原菌還原效率，選擇合適的碳源，實現有價金屬的回收是實現工業應用的非常重要的環節。

發明內容

本發明的第一個目的是提供有價金屬沉淀的可操作pH值及具體方案，實現有價金屬的回收。

本發明的第二個目的是提出一種具體操作工藝，該工藝利用高濃度有機廢水為碳源，可降低50％的處理成本，對礦山酸性廢水中Cu²⁺的去除率達95-97％；Zn²⁺的去除率達90-98％；Fe²⁺的去除率達91-99％，Fe³⁺的去除率為79-91％。處理后廢水pH為中性。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

這種處理礦山酸性廢水并回收廢水中有價金屬的工藝，它包括以下幾個步驟：

(1)、酸性廢水依照順次進入多個接觸反應器，隨后進入硫酸鹽還原生物反應器；

(2)、通過后一級接觸反應器的回流流量控制，實現各接觸反應器運行于不同的pH，將不同的金屬沉淀；

(3)、采用食品加工廢水稀釋作為碳源，通入硫酸鹽還原生物反應器。

廢水先進入接觸反應器I，然后進入接觸反應器II，最終進入厭氧硫酸鹽還原生物反應器(UASB反應器)，同時，部分廢水從硫酸鹽還原生物反應器回流至接觸反應器II，部分廢水從接觸反應器II回流至接觸反應器I，厭氧硫酸鹽還原生物反應器出水進入好氧處理工序。后續的好氧處理工藝可以大幅去除廢水中的殘余的COD，好氧工藝產生的剩余污泥，經濃縮后可以回流至硫酸鹽還原生物反應器做碳源，減少碳源實際消耗量。

食品加工廢水為糖蜜廢水或酒精廢水。

糖蜜廢水或酒精廢水的COD濃度為10000mg/L---100000mg/L，經稀釋后使用，其稀釋倍數為1000-100倍。

硫酸菌馴化條件是常規的活性污泥內含有大量硫酸鹽還原菌，只要提供的環境中含有大量的硫酸鹽，也就是提供含硫酸鹽的廢水，污泥中的硫酸鹽還原菌就會充分生長，并在反應器內成為優勢細菌。

本發明的優點是：本發明提供的工藝采用分相的設計，減少金屬離子對生物反應器內微生物的抑制；同時由于生物反應器內微生物生長環境維持在pH6-7，使得硫酸鹽還原率較高；生物反應器采用升流式厭氧污泥床(UASB)，能夠實現泥水的快速分離，回流僅回流液體，而污泥微生物不會被回流；通過回流使得生物反應器內產生的S^2-離子能夠實時的回到前面的選擇性沉淀池，減少S^2-離子對生物反應器內微生物的抑制；通過控制回流比，可以實現兩個選擇性沉淀池內pH的控制并進而實現銅、鐵分別的選擇性沉淀。后置的好氧反應裝置可以充分利用出水中殘余的碳源產生污泥，同時使出水達標；產生的污泥濃縮后可以回流生物反應器做碳源，減少碳源的消耗量。預計整個工藝可以比常規工藝成本降低30-50％。

本發明采用回流來控制多個接觸反應器選擇性沉淀回收有價金屬，各接觸反應器操作pH如圖2所示，Cu²⁺的最佳沉淀酸度值為2.5；Zn²⁺的最佳沉淀酸度值為3.5；Fe²⁺的最佳沉淀酸度值為6.0。在Cu²⁺沉淀過程中夾帶了部分的Zn²⁺和Fe²⁺一起沉淀，同樣在Zn²⁺沉淀過程中Fe²⁺也被部分夾帶沉淀。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程框圖

圖2為多組分酸性廢水離子選擇性沉淀曲線