CN107055934A - 一种利用srb细菌处理酸性矿山废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，将废弃铁屑进行除油处理，将酸性矿山废水稀释，再将废弃铁屑加入稀释后的酸性矿山废水中，再加入白云岩或电石渣条件pH值，然后加入硫酸盐混合菌，室温下加入啤酒，并绝氧搅拌，即完成对酸性矿山废水的处理。本发明以废治废，降低处理费用，方法简单，便于操作，且制备成本低。其作用pH范围广、处理效率高，提高资源利用率，无二次污染，显著降低了处理成本。通过本发明的处理，废水中可溶性重金属、硫酸盐含量去除率在60～80%以上。

Description

一种利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法
技术领域
本发明涉及一种利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，属于废水治理技术领域。
背景技术
酸性矿山废水的污染是一个全球性的问题，主要特征表现在：低pH值、高浓度硫酸盐和可溶性重金属离子，如铁、锰、铜、锌等。目前的处理方法中中和法处理酸性矿山废水在工程应用上有了很大改进，但是中和法产生的大量固体废弃物（硫酸钙）难以处置，引起严重的二次污染。湿地法处理酸性矿山废水是近年来研究的一项新技术，具有投资少，运行费用低，易于管理等优点，但是，湿地法占地面积大，处理受环境影响很大，而且对H2S的处理也不彻底，残余H2S从土壤中逸出进入大气，污染环境；另外，湿地法还需受一定的自然条件约束，因此，湿地法在应用上受到限制。利用SRB处理酸性矿山废水费用低，适用性强，无二次污染，因此受到环境工作者的广泛关注，成为酸性矿山废水处理技术研究的前沿课题。
影响SRB还原硫酸盐的因子主要有：不同的有机碳源细菌，pH值，污泥量，硫酸根离子的溶度，COD/sulfate，活性碳量，重金属，H2S浓度，温度和磷酸盐浓度等等。一般来说，有氧抑制SRB生长，与普通的土壤或水体中的微生物如假单胞菌相比，SRB生长速率相当缓慢，但它们有极强的生存能力。
SRB的代谢过程分为3个阶段：分解代谢、电子传递、氧化。有机物不仅是SRB的碳源，也是其能源，SRB在利用多种多样的化合物作为电子供体时表现出了很强的能力和多样性。
SRB还原硫酸盐的过程中需要供应碳源有机物，国外许多研究者种利用乙酸、内酸、丁酸和一些长链脂肪酸以及初沉池污泥、剩余活性污泥、糖蜜、经过气提的奶酪乳清和橡胶废水等作为碳源进行过研究。
SRB处理废水是很有应用前景的处理方法，目前利用SRB处理酸性矿山废水还存在工艺不成熟，在实际应用中还有大量的研究工作需要完成，特别是利用SRB处理酸性矿山废水的运用实例较少，本发明正好为填补该空白。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，实现pH作用范围广、效率高等目的。
本发明通过下列技术方案实现：一种利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，经过下列各步骤：
（1）将废弃铁屑进行除油处理；
（2）将酸性矿山废水用水稀释3.5～5倍，以利于硫酸盐混合菌（SRB）的生长；
（3）将步骤（1）的废弃铁屑加入步骤（2）稀释后的酸性矿山废水中，并在室温下搅拌直至pH值为4停止加入铁屑，再加入白云岩或电石渣直至pH值为5～6，得到混合体系；
（4）按稀释后的酸性矿山废水:硫酸盐混合菌（SRB）的体积比L/mL计为1:（10～100），在步骤（3）的混合体系中加入硫酸盐混合菌（SRB）；
（5）按啤酒中COD与酸性矿山废水中SO4 2-的浓度比=2的量，室温下在步骤（4）的混合体系中加入啤酒，并绝氧搅拌10h以上，即完成对酸性矿山废水的处理。
所述步骤（1）的废弃铁屑为机械加工废弃的铁屑，以废治废，减少处理成本。
所述步骤（1）的除油处理是用浓度为5～10wt%的碳酸钠或氢氧化钠溶液浸泡，或者用马弗炉在200～600℃（由铁屑表面油的多少决定温度）下灼烧15分钟。
所述步骤（2）的水是自来水、蒸馏水或重蒸馏水。
所述步骤（5）的绝氧搅拌是通入CO、CO2或N2气体进行恒温震荡或恒温磁力搅拌，绝氧搅拌过程中反应的氧化还原电位在100mv以下，绝氧效果是决定处理成败的关键。
酸性矿山废水中加入废弃铁屑在室温下绝氧搅拌，是利用生铁中的铁碳微电解反应，加速活泼金属的置换过程，从而减少碱的投加量，减少费用，且在酸性条件下铁碳微电解反应会使pH值上升，还有利于废水中有害物质的去除。后期适量采用白云岩或电石渣能更准确地调节pH为5.5左右。
本发明具备的优点和效果：
本发明在酸性矿山废水中依次加入铁屑、啤酒和SRB硫酸盐混合菌种进行绝氧搅拌，反应所需的SO4 2-在大多数重金属废水中都大量存在，所需铁屑、啤酒在机加工厂、炼铁炼钢厂以及餐馆、酒吧均可找到，因而可以以废治废，降低处理费用。SRB可以处理工业废水、生活污水和矿山废水等多种废水，而且由于大多数重金属硫化物的溶解度很小，可以用来处理多数常见的重金属离子，重金属离子的去除率很高。将SRB硫酸盐混合菌种与铁屑+啤酒为碳源进行密封绝氧搅拌处理酸性矿山废水，本发明提供的方法简单，便于操作，且制备成本低。其作用pH范围广、处理效率高，提高资源利用率，无二次污染，显著降低了处理成本。通过本发明的处理，废水中总铁、Mn2+、SO4 2-的含量分别从783mg/L、253mg/L、3863mg/L，降低到298mg/L、82mg/L、1233mg/L。与目前处理方法相比，通过本发明的处理，废水中可溶性重金属、硫酸盐含量去除率在60～80%以上。
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
（1）将废弃铁屑进行除油处理，即用马弗炉在200℃下灼烧15分钟；
（2）将酸性矿山废水用蒸馏水稀释3.5倍，以利于硫酸盐混合菌（SRB）的生长；
（3）将步骤（1）的废弃铁屑加入步骤（2）稀释后的酸性矿山废水中，并在室温下恒温震荡箱中以80r/min的转速直至pH值为4停止加入铁屑，再加入白云岩直至pH值为5，得到混合体系；
（4）按稀释后的酸性矿山废水:硫酸盐混合菌（SRB）的体积比L/mL计为1:10，在步骤（3）的混合体系中加入硫酸盐混合菌（SRB）；
（5）按啤酒中COD与酸性矿山废水中SO4 2-的浓度比=2的量，室温下在步骤（4）的混合体系中加入啤酒，并通入CO、CO2或N2气体进行恒温震荡或恒温磁力绝氧搅拌一周，绝氧搅拌过程中反应的氧化还原电位在100mv以下，即完成对酸性矿山废水的处理。
对pH、OPR、硫酸根、铁、锰等指标进行检测，检测结果为：废水中总铁、Mn2+ 、SO4 2-的含量分别从783mg/ L、253mg/ L、3863 mg/ L，降低到298mg/ L、82 mg/ L、1368 mg/ L。
实施例2
（1）将废弃铁屑进行除油处理，即用浓度为5wt%的碳酸钠溶液浸泡，用蒸馏水冲洗至中性备用；
（2）将酸性矿山废水用自来水稀释4倍，以利于硫酸盐混合菌（SRB）的生长；
（3）将步骤（1）的废弃铁屑加入步骤（2）稀释后的酸性矿山废水中，并在室温下搅拌直至pH值为4停止加入铁屑，再加入电石渣直至pH值为5.5，得到混合体系；
（4）按稀释后的酸性矿山废水:硫酸盐混合菌（SRB）的体积比L/mL计为1:60，在步骤（3）的混合体系中加入硫酸盐混合菌（SRB）；
（5）按啤酒中COD与酸性矿山废水中SO4 2-的浓度比=2的量，室温下在步骤（4）的混合体系中加入啤酒，并通入CO、CO2或N2气体进行恒温震荡或恒温磁力绝氧搅拌48h，绝氧搅拌过程中反应的氧化还原电位在100mv以下，即完成对酸性矿山废水的处理。
对pH、OPR、硫酸根、铁、锰等指标进行检测，检测结果为：废水中总铁、Mn2+ 、SO4 2-的含量分别从740mg/ L、244mg/ L、3234 mg/ L，降低到546.62mg/L、171.87 mg/L、2726.24mg/ L。
实施例3
（1）将废弃铁屑进行除油处理，即用浓度为10wt%的氢氧化钠溶液浸泡，或者用马弗炉在600℃下灼烧15分钟；
（2）将酸性矿山废水用重蒸馏水稀释5倍，以利于硫酸盐混合菌（SRB）的生长；
（3）将步骤（1）的废弃铁屑加入步骤（2）稀释后的酸性矿山废水中，并在室温下搅拌直至pH值为4停止加入铁屑，再加入白云岩直至pH值为6，得到混合体系；
（4）按稀释后的酸性矿山废水:硫酸盐混合菌（SRB）的体积比L/mL计为1: 100，在步骤（3）的混合体系中加入硫酸盐混合菌（SRB）；
（5）按啤酒中COD与酸性矿山废水中SO4 2-的浓度比=2的量，室温下在步骤（4）的混合体系中加入啤酒，并通入CO、CO2或N2气体进行恒温震荡或恒温磁力绝氧搅拌10h，绝氧搅拌过程中反应的氧化还原电位在100mv以下，即完成对酸性矿山废水的处理。
对pH、OPR、硫酸根、铁、锰等指标进行检测，检测结果为：废水中总铁 、Mn2+ 、SO4 2-的含量分别从849mg/ L、203mg/ L、2744 mg/ L，降低到404mg/ L 、89mg/ L、1739mg/ L。

Claims (5)

1.一种利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）将废弃铁屑进行除油处理；
（2）将酸性矿山废水用水稀释3.5～5倍；
（3）将步骤（1）的废弃铁屑加入步骤（2）稀释后的酸性矿山废水中，并在室温下搅拌直至pH值为4停止加入铁屑，再加入白云岩或电石渣直至pH值为5～6，得到混合体系；
（4）按稀释后的酸性矿山废水:硫酸盐混合菌的体积比L/mL计为1:（10～100），在步骤（3）的混合体系中加入硫酸盐混合菌；
（5）按啤酒中COD与酸性矿山废水中SO4 2-的浓度比=2的量，室温下在步骤（4）的混合体系中加入啤酒，并绝氧搅拌10h以上，即完成对酸性矿山废水的处理。
2.根据权利要求1所述的利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，其特征在于：所述步骤（1）的废弃铁屑为机械加工废弃的铁屑。
3.根据权利要求1所述的利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，其特征在于：所述步骤（1）的除油处理是用浓度为5～10wt%的碳酸钠或氢氧化钠溶液浸泡，或者用马弗炉在200～600℃下灼烧15分钟。
4.根据权利要求1所述的利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，其特征在于：所述步骤（2）的水是自来水、蒸馏水或重蒸馏水。
5.根据权利要求1所述的利用SRB细菌处理酸性矿山废水的方法，其特征在于：所述步骤（5）的绝氧搅拌是通入CO、CO2或N2气体进行恒温震荡或恒温磁力搅拌，绝氧搅拌过程中反应的氧化还原电位在100mv以下。
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