[发明专利]一种生物处理酸性矿山废水同时回收铁离子的方法及系统

权利要求书

1.一种生物处理酸性矿山废水同时回收铁离子的系统，其特征在于所述的系统包含：生物矿化单元(1)、生物还原池单元(2)和碱调节池单元(3)；所述的生物矿化单元(1)包括两部分：前端的多级跌水曝气池(4)和后端的平流集水池(5)，所述的生物还原池单元(2)包括第一配水池(6)和生物还原池(7)，所述的碱调节池单元(3)包括碱调节池(8)和第二配水池(9)，所述的碱调节池 单元(3)出水处与生物矿化单元(1)顶端通过循环泵和管道连通，构成循环的酸性矿山废水处理系统；所述的跌水曝气池(4)和平流集水池(5)均填充嗜酸性铁氧化菌生物膜；所述的生物还原池填充嗜酸性铁还原菌生物膜；所述的嗜酸性铁氧化菌为氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillusferrooxidans）LX5，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 0727；所述的嗜酸性铁还原菌为嗜酸菌（Acidiphilium sp.）JZ-6，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11036。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的生物矿化单元(1)设置内循环：平流集水池（5）末端通过循环泵和管道循环至第一级跌水曝气池（4）顶端；所述的生物还原池（7）底部与顶部通过循环泵和管道连通；所述的第二配水池（9）末端与碱调节池（8）设置内循环，通过循环泵和管道连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述生物矿化反应池的特征为宽而浅，所述的生物还原池的特征为窄而深。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于跌水曝气池的跌水曝气级数大于3级；所述的生物矿化单元平流集水池内设置S形回流板。

5.一种生物处理酸性矿山废水同时回收铁离子的方法，其特征在于包含：

将酸性矿山废水中额外加入一定量的铁氧化菌培养基，引入权利要求1所述的系统，进行循环生物矿化-生物还原-生物矿化处理，最终在生物矿化单元回收黄钾铁矾矿物或施氏矿物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于包含：

将酸性矿山废水引入权利要求1-4中任一项所述的系统进行循环处理，回收黄钾铁矾矿物或施氏矿物，具体过程为：废水直接引入生物矿化单元，经跌水曝气池充氧，在嗜酸性铁氧化菌的作用下发生生物矿化作用，后续流经平流集水池进行进一步的矿化，平流集水池末端与跌水曝气顶端通过蠕动泵构筑多次循环生物矿化处理过程，促进矿化沉淀率；废水经由平流集水池消耗部分氧气，流经第一配水池平缓水流后，进入生物还原池，在嗜酸性铁还原菌的作用下将未矿化的铁离子还原为亚铁离子，通过生物还原池内循环处理提高还原效率；废水经还原后进入碱调节池，提升溶液pH以适应下一循环处理过程嗜酸性铁氧化菌的溶液需求，经过碱调节单元内循环过程充分调整溶液pH；废水最后由配水池进入下一批次处理系统，经过多次循环处理后，从生物矿化单元底部及嗜酸性铁氧化菌生物填料上回收黄钾铁矾矿物或施氏矿物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述酸性矿山废水中额外加入1/10-1/2浓度的嗜酸性铁氧化菌培养基。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于跌水曝气池的跌水曝气级数大于3级。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的生物矿化单元平流集水池内设置S形回流板。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于废水从生物矿化单元平流集水池末端循环至跌水曝气池顶端，回流速度为0.4-0.8 L/min。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于废水从生物还原池底部循环到池顶部，回流速度为0.8-1.2 L/min。