[发明专利]一种有色金属选冶渣微生物矿化反应系统及方法

说明书

本发明公开了一种有色金属选冶渣微生物矿化反应系统及方法，属于重金属污染矿渣生物修复领域。该反应系统包括矿化反应单元、压滤单元和微生物培养单元等组成。利用该反应系统进行有色金属选冶渣微生物矿化的步骤包括：选冶渣由进料口投入罐体内，添加一定量的菌液，开启搅拌装置将选冶渣与菌液充分混合，反应过程通过夹套内的循环水调节罐内温度，反应一段时间后即可完成选冶渣的矿化修复。本发明修复效率高、修复效果长期稳定性好，可安全修复各类重金属污染矿渣与土壤。

技术领域

本发明属于重金属污染矿渣生物修复领域，具体涉及一种有色金属选冶渣微生物矿化反应系统及方法。

背景技术

据《第二次全国污染源普查公报》显示，2017年我国产生一般工业固体废物达38.68亿吨，而由于采矿活动产生的固废占工业废物排放量的80％-85％，其中有不少有色金属选冶过程中产生的重金属污染废渣。目前工业上对这类废渣的主要处理手段有化学稳定填埋、井下回填、回炼等方式。井下回填是将选冶渣固化至井下进行充填，用量十分有限；选冶渣回炼则受限于当前的技术条件和工艺成本，也只能处理其中的一小部分。化学稳定填埋技术由于其处理量大、见效快、运行简单的优点，是目前我国处理有色金属选冶废渣的主要方式。但该技术只是将选冶渣中的重金属转变为难溶的形态，在填埋场封场后的十几年或几十年内，重金属在环境、生物的作用下不断活化，后期仍然存在重金属污染的风险。

相对以上技术，微生物修复技术具有修复成本低，修复长效性好，对土壤和环境结构破坏小，有利于生态恢复等优点，具有很大的研究价值和发展空间。微生物修复技术的缺点则是耗时较长、修复菌种在重金属中的生存能力和环境适应性弱而导致运行条件苛刻，因此限制了目前微生物修复技术在工程上的应用。

发明内容

针对现有微生物修复技术存在的不足，本发明的目的是提供一种集温度控制、电导控制、分散搅拌、固液分离等装置为一体的微生物矿化反应装置及方法，该反应装置可解决微生物的环境适应性和生存能力差等问题，并提高物料搅拌混合度，增加菌液与选冶渣的接触面积，大大提高了微生物修复的速率。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种有色金属选冶渣微生物矿化反应系统，所述系统包括矿化反应单元、压滤单元和微生物培养单元：

所述矿化反应单元为微生物与选冶渣发生矿化反应的单元，该矿化反应单元包括矿化反应罐；

所述压滤单元为对矿化反应完的反应料液进行后处理的单元，该压滤单元包括压滤装置；

所述微生物培养单元为将微生物培养成合格菌液的单元，该微生物培养单元包括微生物培养罐；

所述矿化反应单元与压滤单元之间还设置有动力单元，所述动力单元包括渣浆泵。

进一步地，所述矿化反应罐包括罐体和设置在罐体内部的搅拌装置。

进一步地，所述罐体外围设有控温夹套，该罐体上方设置有进料口、下方设置出料口。

进一步地，所述罐体内设置有温度监测探头和电导率监测探头。

进一步地，所述搅拌装置为螺带搅拌器。

进一步地，所述螺带搅拌器为双螺带结构，所述螺带搅拌器顶部设置有减速电机。

一种利用上述矿化反应系统进行有色金属选冶渣矿化修复的方法，所述方法包括如下步骤：

S1原料准备：将有色金属选冶渣研磨至一定粒径大小，将微生物放入微生物培养罐中培养至最佳状态，得到培养好的菌液；