[发明专利]磁性生物炭的制备方法和处理尾矿废水的方法

权利要求书

1.一种处理尾矿废水的方法，所述尾矿废水包括黄药和重金属离子，所述方法包括：

步骤(1)：将所述尾矿废水静置1～2天后，用过滤器对所述尾矿废水进行预处理，所述过滤器包括含有磁性生物炭的滤料；

步骤(2)：将通过所述步骤(1)处理的废水泵入黄药脱除反应釜内，向所述反应釜内加入生物炭-微生物复合材料，以对所述废水进行处理；

步骤(3)：将通过所述步骤(2)处理的废水泵入重金属离子反应器内，并将硫酸盐还原菌产硫化氢反应器的出口液泵入所述重金属离子反应器内，通过调节pH，进行化学反应，产生重金属离子沉淀，过滤后获得上层清液，所述上层清液为处理完的尾矿废水，

其中所述生物炭-微生物复合材料通过以下步骤获得：

步骤(21)：对生物质进行热解以获得生物炭，所述生物炭具有多孔结构；

步骤(22)：制备黄药功能降解菌群，包括：

将污染源按体积比10％～30％接种于培养液中，维持温度在15～37℃，控制溶解氧为3～7mg/L，按预定时间段检测培养液中的黄药去除率；在黄药去除率达到80％以上后，不断补充黄药和诱导底物以使得培养液中的黄药浓度达到300～500mg/L，诱导底物浓度达到120～240mg/L；继续培养细菌直到黄药去除率达到90％以上，从而获得了诱导驯化完成的培养液；

将所述诱导驯化完成的培养液静置，弃去30％～60％的上层清液，补充新鲜的培养液达到预计总体积，补充黄药浓度达到900～1500mg/L，继续培养细菌；此后在每次黄药去除率达到90％以上时，弃去30％～60％的上层清液，不断补充新鲜的培养液，连续培养5～10个周期，以构建黄药功能降解菌群；

步骤(23)：将所述生物炭与黄药功能降解菌群混合以获得生物炭-微生物复合材料，

其中所述步骤(23)还包括：

对所述生物炭进行灭菌；

将灭菌后的生物炭和黄药功能降解菌群的菌液混合并振荡，并加入海藻酸钠、聚乙烯醇作为复合载体，再向其中加入3～6％氯化钙硼酸饱和溶液、3～6％碳酸钙硼酸饱和溶液、3～6％乳酸钙硼酸饱和溶液中的一种或其任意组合以发生硬化反应，发生硬化后采用纱布包裹，得到所述生物炭-微生物复合材料；

将灭菌后的生物炭和黄药功能降解菌群的菌液以0.5～3g：25mL的比例进行混合；和/或

将灭菌后的生物炭和黄药功能降解菌群的菌液在20～30℃的温度、100～240转/分钟的振荡速度下培养12～36小时，其中活性黄药功能降解菌的数量不低于1×10⁷cfu/mL；

加入0.5～2g：25mL的海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)。

2.根据权利要求1所述的处理尾矿废水的方法，其中

所述磁性生物炭的制备方法，包括：

步骤(11)：将生物质加入到铁盐溶液中，调节铁盐溶液的pH值至8～12，然后置于20～30℃、150～200转/分钟的摇床中浸渍2～3小时；

步骤(12)：再次调节铁盐溶液的pH值至8～12，再于60～80℃的水浴中静置0.2～1小时；

步骤(13)：过滤所述铁盐溶液后将得到的固体物质洗涤至中性，然后于60～80℃干燥10～15小时；

步骤(14)：在保护气氛中在300～600℃下热解干燥后的固体物质1～3小时，获得所述磁性生物炭。

3.根据权利要求2所述的处理尾矿废水的方法，其中，

所述铁盐溶液包括FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃、Fe(NO₃)₃中的一种或其组合；和/或所述生物质包括秸秆、谷物壳体、树木及其废料、畜禽粪便中的一种或其任意组合；和/或

在所述步骤(11)和步骤(13)中，调节所述铁盐溶液的pH值至10。

4.根据权利要求3所述的处理尾矿废水的方法，其中，

所述铁盐溶液包括0.5～2.5mol/L的FeCl₃溶液，并且所述生物质与所述铁盐溶液中的铁的质量比为1∶0.5～1.5。