CN111675434A - 一种铜冶炼含砷废水的处理方法 - Google Patents

一种铜冶炼含砷废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铜冶炼含砷废水的处理方法，采用石灰乳将铜冶炼含砷废水的pH值调为7，固液分离后将废水溶液收集到反应池中，加入氯化亚铁溶液，混合后固液分离，得到初步净化后的废水溶液；将从砷污染矿区采集的新鲜土壤接种至硫酸盐还原菌专性培养液中，厌氧培养至培养液变为黑色，离心，得到硫酸盐还原菌悬液，富集培养3次后进行驯化，接着培养三天，然后以3‑8％的接种量接种到初步净化后的废水溶液中对废水净化处理。本发明直接从砷污染矿区采集的新鲜土壤中提纯并驯化耐高浓度砷的硫酸盐还原菌，并将该菌种用于铜冶炼含砷废水的处理，操作简单，处理成本低，砷的去除率高，并且废水中的三价砷不用经过氧化处理，成本低。

Description

一种铜冶炼含砷废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种铜冶炼含砷废水的处理方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
随着我国有色金属冶炼行业的发展，含砷废水排放量与日俱增，含砷废水的达标排放已成为我国有色冶金工艺中急待解决的重大环境问题，研究和开发高效、经济的含砷废水处理技术，具有重要的社会、经济和环境意义。
铜冶炼废水主要来源于电收尘冲洗、硫酸车间地面冲洗水和其它工况点被污染的生产水，废水中主要含有高浓度砷，还含有铜、铅、锌等有害金属离子，需要进行深度处理后才能达标排放。铜冶炼废水中的高浓度砷为三价砷，三价砷很难去除，需要先加氧化剂，将三价砷氧化为五价砷，然后才能去除，增加了处理工艺的成本，并且采用的处理方法主要是通过加入铁剂来去除砷，这种工艺最大的缺点是，产生的沉渣量大，而处理这些沉渣需要的费用很高。另外，该工艺中并没有对砷进行回收利用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中铜冶炼含砷废水处理方法的不足，提供一种铜冶炼含砷废水的处理方法。
技术方案
一种铜冶炼含砷废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)采用石灰乳将铜冶炼含砷废水的pH值调为7，然后进行固液分离，得到废水溶液；
(2)将分离得到的废水溶液收集到反应池中，然后加入氯化亚铁溶液，混合均匀后进行固液分离，得到初步净化后的废水溶液；
(3)将从砷污染矿区采集的新鲜土壤接种至硫酸盐还原菌专性培养液中，30-35℃下厌氧静置培养至培养液变为黑色，离心，得到硫酸盐还原菌悬液，将硫酸盐还原菌悬液富集培养3次，得到富集的硫酸盐还原菌；
(4)将富集的硫酸盐还原菌驯化后，培养三天，然后以3-8％的接种量接种到步骤(2)得到的初步净化后的废水溶液中，8-12天后，得到硫化砷沉淀和净化后的水。
进一步，步骤(2)中，所述氯化亚铁溶液的质量浓度为20-30％，氯化亚铁溶液与废水溶液的体积比为1：(8-15)。
进一步，步骤(3)中，所述硫酸盐还原菌专性培养液的配方为：K2HPO40.5 g/L、MgSO4.7H2O 2.0g/L、Na2SO40.5 g/L、NH4Cl 1.0g/L、70％乳酸钠8.75g/L、柠檬酸3.5g/L，酵母膏1.0g/L、硫酸亚铁铵0.5g/L，调pH至7.0。
进一步，步骤(4)中，所述驯化方法为：将富集的硫酸盐还原菌以5％的接种量接种至驯化培养液中进行驯化，驯化温度为30℃，pH为7，一个驯化周期为6天，驯化过程以添加不同浓度的砷控制砷离子浓度，分别为5、10、25、50、75、100、150mg/L，从最低砷离子浓度5mg/L进行驯化，逐级增加培养液内砷的浓度，当培养液的颜色能在第2-3天变成黑色，认为硫酸盐还原菌达到此相应砷浓度下的活性，进入下一个砷浓度梯度下的驯化，当硫酸盐还原菌达到最高砷浓度150mg/L要求的活性时，驯化完成。
进一步，步骤(4)中，硫酸盐还原菌的接种量为5％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明直接从砷污染矿区采集的新鲜土壤中提纯并驯化耐高浓度砷的硫酸盐还原菌，并将该菌种用于铜冶炼含砷废水的处理，操作简单，处理成本低；
(2)本发明方法中，铜冶炼含砷废水中的三价砷不用经过氧化处理，减少氧化处理这道工艺，降低了成本；
(3)本发明利用了硫酸盐还原菌的特性，三价砷和二价硫(硫酸盐还原菌还原硫酸根之后产生负二价硫)结合，产生硫化砷沉淀，砷的去除率达98％，并且可以对砷进行回收利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
实验室模拟铜冶炼含砷废水，废水中含砷的浓度为101mg/L，Zn 100mg/L，SO4 2-6584mg/L，pH值为3-4。
上述铜冶炼含砷废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)采用石灰乳将铜冶炼含砷废水的pH值调为7，然后进行固液分离，得到废水溶液；
(2)将分离得到的废水溶液收集到反应池中，然后加入质量浓度为25％的氯化亚铁溶液，氯化亚铁溶液与废水的体积比为1：10，混合均匀后进行固液分离，得到初步净化后的废水溶液；
(3)将从砷污染矿区(江苏省南京市铅锡矿山)采集的新鲜土壤接种至硫酸盐还原菌专性培养液中，将2g新鲜土壤放入10mL厌氧试管中，加入10mL硫酸盐还原菌专性培养液，30℃下厌氧静置培养至培养液变为黑色，离心，得到硫酸盐还原菌悬液，取0.1mL细菌悬液继续培养，连续富集培养3次，得到富集的硫酸盐还原菌；
(4)将富集的硫酸盐还原菌驯化(所述驯化方法为：将富集的硫酸盐还原菌以5％的接种量接种至驯化培养液中进行驯化，驯化温度为30℃，pH为7，一个驯化周期为6天，驯化过程以添加不同浓度的砷控制砷离子浓度，分别为5、10、25、50、75、100、150mg/L，从最低砷离子浓度5mg/L进行驯化，逐级增加培养液内砷的浓度，当培养液的颜色能在第2-3天变成黑色，认为硫酸盐还原菌达到此相应砷浓度下的活性，进入下一个砷浓度梯度下的驯化，当硫酸盐还原菌达到最高砷浓度150mg/L要求的活性时，驯化完成)后，培养三天，然后以5％的接种量接种到步骤(2)得到的初步净化后的废水溶液中，10天后，得到硫化砷沉淀和净化后的水。
对净化后的水进行测试，水质情况见表1：
表1采用实施例方法净化后的水质情况
初始废水 净化后 去除率
pH 3-4 7-8
砷 101mg/L 2.2mg/L 98％
锌 100mg/L 1.6mg/L 98％
硫酸根 6584mg/L 977mg/L 85％
由表1的测试结果可以看出，本发明方法对铜冶炼含砷废水具有很好的净化效果，能有效去除废水中的砷、锌和硫酸根，并且废水中的三价砷不用经过氧化处理，成本低。

Claims (5)

1.一种铜冶炼含砷废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用石灰乳将铜冶炼含砷废水的pH值调为7，然后进行固液分离，得到废水溶液；
(2)将分离得到的废水溶液收集到反应池中，然后加入氯化亚铁溶液，混合均匀后进行固液分离，得到初步净化后的废水溶液；
(3)将从砷污染矿区采集的新鲜土壤接种至硫酸盐还原菌专性培养液中，30-35℃下厌氧静置培养至培养液变为黑色，离心，得到硫酸盐还原菌悬液，将硫酸盐还原菌悬液富集培养3次，得到富集的硫酸盐还原菌；
(4)将富集的硫酸盐还原菌驯化后，培养三天，然后以3-8％的接种量接种到步骤(2)得到的初步净化后的废水溶液中，得到硫化砷沉淀和净化后的水。
2.如权利要求1所述铜冶炼含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化亚铁溶液的质量浓度为20-30％，氯化亚铁溶液与废水溶液的体积比为1：(8-15)。
3.如权利要求1所述铜冶炼含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述硫酸盐还原菌专性培养液的配方为：K2HPO40.5 g/L、MgSO4.7H2O 2.0g/L、Na2SO40.5 g/L、NH4Cl1.0g/L、70％乳酸钠8.75g/L、柠檬酸3.5g/L，酵母膏1.0g/L、硫酸亚铁铵0.5g/L，调pH至7.0。
4.如权利要求1所述铜冶炼含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，所述驯化方法为：将富集的硫酸盐还原菌以5％的接种量接种至驯化培养液中进行驯化，驯化温度为30℃，pH为7，一个驯化周期为6天，驯化过程以添加不同浓度的砷控制砷离子浓度，分别为5、10、25、50、75、100、150mg/L，从最低砷离子浓度5mg/L进行驯化，逐级增加培养液内砷的浓度，当培养液的颜色能在第2-3天变成黑色，认为硫酸盐还原菌达到此相应砷浓度下的活性，进入下一个砷浓度梯度下的驯化，当硫酸盐还原菌达到最高砷浓度150mg/L要求的活性时，驯化完成。
5.如权利要求1至4任一项所述铜冶炼含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，硫酸盐还原菌的接种量为5％。
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