[发明专利]用于处理和修复含水废物流的组合物和方法

说明书

一种用于处理污染水流的装置，污染水流具有浓度升高的轻金属、重金属、硫酸盐中的至少一种，包括：与工艺管道连通的至少一个工艺流体入口；与所述工艺管道流体连通的至少一个电极反应容器，所述反应容器具有内腔室和至少一个位于反应腔室中的电极，所述电极由交流电源供电；以及与所述工艺管道流体连通的至少一个磁场反应容器，所述磁场反应容器具有向外取向的表面和相对的向内取向的表面，所述磁场反应容器具有至少一个与所述磁场反应容器的向内取向的表面接触的磁体。

背景技术

本申请要求2016年6月24日提交的未决美国临时申请号62/354,556的优先权，其公开内容通过引用的方式并入本文。

本发明涉及用于处理源自包括但不限于制造以及挖掘和采矿作业来源的废物和污水的方法和组合物。

很多时候，污水是制造和采矿作业的必然产物。所产生的污水可包括溶解或悬浮于工艺流中的一种或多种痕量化合物。这些夹带在工艺流中的许多痕量化合物如果排放到周围环境中可能会产生有害或不利的影响。许多此类化合物的排放受到各州、地方和联邦环境机构的管制。

在诸如矿物和能量提取的作业中，有时可以在各种工艺和子工艺中使用大量的水。通常，这种水必须在排放前进行处理，以减少或消除工艺污染物。在某些情况下，例如矿物提取作业，无论是活动的还是非活动的提取地点本身，提供了生成源，雨水、暴雨径流和含水层浸出的水将各种污染物从原始提取地点带到周围环境中。在采矿作业中，这通常被称为酸性矿井排水(AMD)或酸性岩石排水。酸性矿井排水是由诸如黄铁矿和其他矿石的金属硫化物矿物的氧化产生的。各种提取地点可以产生流出物，其具有水平升高的下列金属污染物、含硫化合物、挥发性和溶解性有机物中的一种或多种。这些污染物可以以溶解或悬浮的形式存在，并且可以作为离子或诸如高氧化态化合物的化合物存在。

金属污染物和金属化合物可以包括重金属和/或轻金属。重金属包括但不限于铁、铜、锌、镁、锰、铝、镉、镍和铅、硒、汞、钴等。含硫化合物包括各种硫酸盐、硫化物和亚硫酸盐。另外，水材料可以含有各种氰化物、氰酸盐等。

过去的努力已致力于能处理中等至高浓度的溶解的金属和硫酸盐的方法，即高于约5000ppm的水平。在许多方法中，处理技术采用多种策略来沉淀金属污染物并降低硫酸盐和氰酸盐的浓度。这些方法的不利副作用包括金属氢氧化物和硫酸钙有害物质的沉淀，这导致显著的处理成本，并需要使用危险和/或难以处理的试剂。此外，各起始地点的性质、质量和污染物各不相同，使得难以在各种位置和情况下提供高效且有效的修复方法和方案。

很难提供能适当处理和修复每个给定产生地特有的环境挑战的方法。这将需要提供一种装置和方法，其能够处理和减轻特定流出物材料(如与酸性矿井排水相关的材料)中存在的各种浓度水平的各种目标化合物。还将需要提供一种装置和方法，其能够解决和减轻工业工艺流中各种浓度水平的各种目标化合物。

发明内容

本发明公开了一种用于处理污染水流的装置，包括：与工艺管道连通的至少一个工艺流体入口，以及与所述工艺管道流体连通的至少一个电极反应容器。所述反应容器具有内腔室和至少一个位于内腔室中的电极。所述电极由交流电源供电。所述装置还包括与所述工艺管道流体连通的至少一个磁场反应容器。所述磁场反应容器具有向外取向的表面和相对的向内取向的表面，并且具有至少一个与所述磁场反应容器的向内取向的表面物理接触的磁体。所述装置可用于处理具有浓度升高的至少一种目标污染物化合物或组分的含水工艺流，并且可以在工艺流的处理中具有特定的适用性，其中，所述目标化合物组分或组分包括轻金属、重金属、硫酸盐、氰化物及其化合物和络合物中的至少一种。

本发明还公开了一种处理具有浓度升高的至少一种目标化合物组分或组分的污染水流的方法。在某些实施方式中，所述目标化合物组分可以包括轻金属、重金属、硫酸盐、氰化物、烃、取代的烃及其化合物和络合物中的至少一种。所述方法包括用一定量的具有下式的化合物对工艺流进行进料的步骤：