CN106746228A - 一种酸性矿山废水的处理方法 - Google Patents

一种酸性矿山废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种酸性矿山废水的处理方法，根据硫酸盐还原菌的耐受范围，将待处理的酸性矿山废水进行稀释，调节稀释后的酸性矿山废水的pH值，将SRB菌液投加到已调节好pH的废水中，以啤酒和蔗糖为碳源，密封绝氧搅拌，取上清液，用碱液调节pH，加入絮凝剂进行絮凝沉淀；将混合体系置于微波炉中加热，即完成酸性矿山废水的处理。本发明对酸性铁锰矿山废水中SO4 2‑、Fe、Mn的去除效果好，SO4 2‑、Fe、Mn去除效率达50%左右，COD、SS和全盐量的去除效率达60%左右。处理后的出水达到农业灌溉水标准《GB5084‑2005》,用于农业灌溉，使废水能得到有效利用。

Description

一种酸性矿山废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种酸性矿山废水的处理方法，属于水处理技术领域。
背景技术
酸性矿山废水具有低pH值、高浓度硫酸盐、可溶性重金属离子，如铁、锰、铜、锌等及高全盐量等特征，直接排放将对水体产生严重污染，破坏生态环境，危害周围居民健康。
目前国内外处理酸性矿山废水的方法有：中和沉淀法、硫化沉淀法、氧化还原法、湿地法、微生物处理法。但化学沉淀法会产生大量废弃物，容易造成二次污染，湿地法由于占地面积大，处理受环境影响很大，因此，导致这几种方法在应用上受到限制。
SRB法作为微生物处理法中的一种，具有高效、无二次污染、处理费用低等优点，其处理原理为SRB在厌氧情况下，将水中硫酸盐还原为H2S，H2S与水中的重金属离子反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀，从而达到去除重金属离子的作用。
SRB法虽然能有效降低废水中的重金属离子和硫酸盐含量，但不能降低废水中的SS和全盐量，因此，有必要对目的SRB法做进一步改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种酸性矿山废水的处理方法，利用硫酸盐还原菌（SRB）+絮凝沉淀+微波组合处理酸性矿山废水，能有效降低废水中重金属离子、硫酸盐、COD、SS和全盐量，处理后的出水可用于农业灌溉，实现废水的有效利用。
本发明通过下列技术方案实现：一种酸性矿山废水的处理方法，经过下列各步骤：
（1）根据硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围，将待处理的酸性矿山废水进行稀释，使稀释后的酸性矿山废水中铁、锰、硫酸盐的含量在硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围内；
（2）调节步骤（1）稀释后的酸性矿山废水的pH值至5～7；
（3）将SRB菌液投加到已调节好pH的废水中，以啤酒和蔗糖为碳源，密封绝氧搅拌24～72h；
（4）取步骤（3）的上清液，用碱液调节pH至7～9，加入絮凝剂，进行絮凝沉淀；
（5）将步骤（4）的混合体系，置于微波炉中以功率为1000～1500w加热10～30S，即完成酸性矿山废水的处理；利用微波的热效应与强化絮凝作用，达到降解部分COD、降低SS和全盐量的作用。
所述步骤（1）硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围是铁离子、锰离子、硫酸盐浓度范围分别为：铁离子500～1000mg/L、锰离子50～250mg/L、硫酸盐1000～4000mg/L。
所述步骤（2）中pH值是用废铁屑和浓度为10wt%的Na2CO3溶液调节，先加入废铁屑直至pH值为4时，再加入浓度为10wt%的Na2CO3溶液调节pH值至5～7。
所述步骤（3）中SRB菌液的加入量为每升废水10～50mL。
所述步骤（3）中啤酒的加入量为每升废水10～100mL，最佳投加量为50mL。
所述步骤（3）中蔗糖的加入量为每升废水1～10g，最佳投加量为2.5g。
所述步骤（4）的碱液为NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。
所述步骤（4）中，絮凝剂是浓度为20wt%的CaO、Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3溶液中的一种或几种，加入量为每升废水2mL。
本发明提供一种利用硫酸盐还原菌（SRB）+絮凝沉淀+微波组合技术处理酸性铁锰矿山废水的方法，该方法中SRB微生物处理技术能有效降低废水中的多种重金属（包括铁、锰、铬等）和硫酸盐，絮凝沉淀+微波技术能除去水中部分COD，降低SS和全盐量，处理后的出水达到农业灌溉水标准《GB5084-2005》,用于农业灌溉，使废水能得到有效利用。
硫酸盐还原菌需要外加碳、氮源。碳源分为有机碳源和无机碳源，以往认为SRB仅利用有限的基质作为有机碳源和电子供体，近年来，SRB利用的有机碳源和电子供体种类不断扩大，迄今发现可支持其生长的基质已超过100多种，如以生活垃圾酸性发酵产物、挥发性脂肪酸、玉米芯、发酵黄豆等为碳源。
本发明利用啤酒和蔗糖为SRB提供碳源，对酸性铁锰矿山废水中SO4 2-、Fe、Mn的去除效果好，同时，SRB法与絮凝沉淀+微波组合处理矿山废水，增强了去除效果，SO4 2-、Fe、Mn去除效率达50%左右，COD、SS和全盐量的去除效率达60%左右。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
酸性铁矿废水，水质情况为：SO4 2-14500mg/L，铁3010mg/L，锰910mg/L，六价铬4.953mg/L，COD101.25mg/L，SS350mg/L，全盐量3210mg/L。按照下述步骤处理：
（1）根据硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围，将待处理的酸性矿山废水进行稀释3倍，使稀释后的酸性矿山废水中铁、锰、硫酸盐的含量在硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围内，其中铁离子500～1000mg/L、锰离子50～250mg/L、硫酸盐1000～4000mg/L；
（2）先在步骤（1）稀释后的酸性矿山废水中加入废铁屑直至pH值为4时，再加入浓度为10wt%的Na2CO3溶液调节pH值至5.5；
（3）按每升废水50mL的量，将SRB菌液投加到已调节好pH的废水中，以啤酒和蔗糖为碳源，按每升废水10mL的量加入啤酒，按每升废水2g的量加入蔗糖，密封绝氧搅拌48h；
（4）取步骤（3）的上清液，用NaOH溶液调节pH至7，按每升废水2mL加入浓度为20wt%的CaO溶液，进行絮凝沉淀；
（5）将步骤（4）的混合体系，置于微波炉中以功率为1500w加热10S，即完成酸性矿山废水的处理；利用微波的热效应与强化絮凝作用，达到降解部分COD、降低SS和全盐量的作用。
静置30min取上清液测定SO4 2-、Fe、Mn、Cr6+、COD、SS、全盐量。经过上述步骤后的水质情况为：SO4 2-2016.67mg/L、Fe450.12 mg/L、Mn101.58mg/L、Cr6+0.515mg/L、COD20.25mg/L、SS25.35mg/L、全盐量235.15mg/L。SO4 2-、Fe、Mn的去除效率可达50%左右，COD、SS和全盐量的去除效率达60%左右。
实施例2
酸性铁矿废水，水质情况为：SO4 2-25500mg/L，铁4210mg/L，锰1010mg/L，六价铬3.953mg/L，COD98.95mg/L，SS410mg/L，全盐量3028mg/L。按照下述步骤处理：
（1）根据硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围，将待处理的酸性矿山废水进行稀释7倍，使稀释后的酸性矿山废水中铁、锰、硫酸盐的含量在硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围内，其中铁离子500～1000mg/L、锰离子50～250mg/L、硫酸盐1000～4000mg/L；
（2）先在步骤（1）稀释后的酸性矿山废水中加入废铁屑直至pH值为4时，再加入浓度为10wt%的Na2CO3溶液调节pH值至5；
（3）按每升废水30mL的量，将SRB菌液投加到已调节好pH的废水中，以啤酒和蔗糖为碳源，按每升废水20mL的量加入啤酒，按每升废水1g的量加入蔗糖，密封绝氧搅拌24h；
（4）取步骤（3）的上清液，用Ca(OH)2溶液调节pH至8，按每升废水2mL加入浓度为20wt%的Ca(OH)2和NaOH混合溶液，进行絮凝沉淀；
（5）将步骤（4）的混合体系，置于微波炉中以功率为1000w加热30S，即完成酸性矿山废水的处理；利用微波的热效应与强化絮凝作用，达到降解部分COD、降低SS和全盐量的作用。
静置30min，取上清液测定SO4 2-、Fe、Mn、Cr6+、COD、SS、全盐量。经过上述步骤后的水质情况为：SO4 2-1521.67mg/L、Fe280.71mg/L、Mn5.05 mg/L、Cr6+0.182mg/L、COD8.85mg/L、SS15.58 mg/L、全盐量116.29mg/L。SO4 2-、Fe、Mn的去除效率可达55%左右，COD、SS和全盐量的去除效率达65%左右。
实施例3
酸性铁矿废水，水质情况为：SO4 2-14500mg/L，铁3010mg/L，锰910mg/L，六价铬4.953mg/L，COD101.25mg/L，SS350mg/L，全盐量3210mg/L。按照下述步骤处理：
（1）根据硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围，将待处理的酸性矿山废水进行稀释3倍，使稀释后的酸性矿山废水中铁、锰、硫酸盐的含量在硫酸盐还原菌（SRB）的耐受范围内，其中铁离子500～1000mg/L、锰离子50～250mg/L、硫酸盐1000～4000mg/L；
（2）先在步骤（1）稀释后的酸性矿山废水中加入废铁屑直至pH值为4时，再加入浓度为10wt%的Na2CO3溶液调节pH值至7；
（3）按每升废水10mL的量，将SRB菌液投加到已调节好pH的废水中，以啤酒和蔗糖为碳源，按每升废水100mL的量加入啤酒，按每升废水10g的量加入蔗糖，密封绝氧搅拌24～72h；
（4）取步骤（3）的上清液，用NaOH溶液调节pH至9，按每升废水2mL加入浓度为20wt%的Na2CO3溶液，进行絮凝沉淀；
（5）将步骤（4）的混合体系，置于微波炉中以功率为1200w加热20S，即完成酸性矿山废水的处理；利用微波的热效应与强化絮凝作用，达到降解部分COD、降低SS和全盐量的作用。
静置30min取上清液测定SO4 2-、Fe、Mn、Cr6+、COD、SS、全盐量。经过上述步骤后的水质情况为：SO4 2-2014.24mg/L、Fe451.89 mg/L、Mn101.24mg/L、Cr6+0.520mg/L、COD20.21mg/L、SS25.29mg/L、全盐量235.12mg/L。SO4 2-、Fe、Mn的去除效率可达50%左右，COD、SS和全盐量的去除效率达60%左右。
对比例：同实施例1，仅省略步骤（2）、省略加入絮凝剂以及省略步骤（5）。所得处理后的水质情况为：SO4 2-3216.67mg/L、Fe656.12mg/L、Mn201.58mg/L、Cr6+0.825mg/L、COD50.38mg/L、SS85.35mg/L、全盐量935.15mg/L。SO4 2-、Fe、Mn的去除效率可达35%左右，COD、SS和全盐量的去除效率达20%左右。

Claims (8)

1.一种酸性矿山废水的处理方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）根据硫酸盐还原菌的耐受范围，将待处理的酸性矿山废水进行稀释，使稀释后的酸性矿山废水中铁、锰、硫酸盐的含量在硫酸盐还原菌的耐受范围内；
（2）调节步骤（1）稀释后的酸性矿山废水的pH值至5～7；
（3）将SRB菌液投加到已调节好pH的废水中，以啤酒和蔗糖为碳源，密封绝氧搅拌24～72h；
（4）取步骤（3）的上清液，用碱液调节pH至7～9，加入絮凝剂，进行絮凝沉淀；
（5）将步骤（4）的混合体系，置于微波炉中以功率为1000～1500w加热10～30S，即完成酸性矿山废水的处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤（1）硫酸盐还原菌的耐受范围是铁离子、锰离子、硫酸盐浓度范围分别为：铁离子500～1000mg/L、锰离子50～250mg/L、硫酸盐1000～4000mg/L。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中pH值是用废铁屑和浓度为10wt%的Na2CO3溶液调节，先加入废铁屑直至pH值为4时，再加入浓度为10wt%的Na2CO3溶液调节pH值至5～7。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中SRB菌液的加入量为每升废水10～50mL。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中啤酒的加入量为每升废水10～100mL。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中蔗糖的加入量为每升废水1～10g。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤（4）的碱液为NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤（4）中絮凝剂是浓度为20wt%的CaO、Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3溶液中的一种或几种，加入量为每升废水2mL。
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