[发明专利]一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法

说明书

本发明公开了一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法，包括：通过曝气将酸性矿山废水中的二价铁离子氧化为三价铁离子，再通过调节酸性矿山废水的pH生成氢氧化铁沉淀，然后利用SRB还原硫酸根产生的碱度调节废水的pH以及利用产生的S^2‑与酸性矿山废水中多种重金属结合生成硫化物，实现分级沉淀回收，最后通过硫酸盐还原菌将去除主要重金属离子的酸性矿山废水中的硫酸根还原去除并产生S^2‑和碱度，通过回流为重金属的沉淀提供S^2‑和碱度，最终实现酸性矿山废水中硫酸盐的去除以及重金属的分级沉淀，且成本较低。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法。

背景技术

酸性矿山废水(Acid Mine Drainage，AMD)是目前全球矿产资源开发中所面临的最严重的环境问题之一，其主要由矿山开采中排放的大量含硫废石和尾矿经空气、水和微生物综合作用发生氧化而产生。AMD废水显酸性，pH通常在4.0-5.5之间，甚至更低；富含高浓度硫酸盐(SO₄^2-)及金属离子(Fe²⁺、Fe³⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺等)，因可生化性低、酸性强、重金属毒性高等特性，可对土壤、水体、大气环境产生持久的污染与破坏，并且重金属污染可通过食物链对人体健康产生巨大危害。

在AMD的诸多处理技术和方法中，物理、化学方法通过药剂投加进行废水pH调节或无机硫化物投加实现重金属沉淀，具有简单成熟、处理时效短的特点，但是存在能耗高、(药剂投加)运行成本高、有价金属难回收、易产生二次污染(含多种重金属的污泥)等弊端；相比之下，生物法利用硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，SRB)在厌氧条件下将SO₄^2-还原为S^2-，S^2-与AMD中多种重金属结合为硫化物而实现沉淀去除。由于AMD中多种重金属与S^2-的溶度积常数K较小且差异较大，因此AMD中硫酸盐高效去除的同时，可实现重金属分级沉淀，AMD处理效果好、成本低、适用性强、无二次污染且能实现重金属的分级沉淀；但SRB也面临AMD中高浓度、复杂重金属离子对SRB的抑制和毒害作用，其严重限制了SRB的生物活性和硫酸盐还原效率，导致单一的SRB工艺难以应用和实现酸性矿山废水的处理。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法，该方法能够实现酸性矿山废水中硫酸根的去除，同时高效利用SRB将硫酸根还原产生S^2-和碱度实现重金属的分级沉淀，且成本较低。

为达到上述目的，本发明酸性矿山废水中硫酸盐及重金属同步去除的方法包括：

通过曝气将酸性矿山废水中的二价铁离子氧化为三价铁离子，再通过调节酸性矿山废水的pH生成氢氧化铁沉淀，然后利用SRB还原硫酸根产生的碱度调节废水的pH以及利用产生的S^2-与酸性矿山废水中多种重金属结合生成硫化物，实现分级沉淀回收，最后通过硫酸盐还原菌将去除主要重金属离子的酸性矿山废水中的硫酸根还原去除并产生S^2-和碱度，通过回流为重金属的沉淀提供S^2-和碱度，最终实现酸性矿山废水中硫酸盐的去除以及重金属的分级沉淀。

具体包括以下步骤：

1)酸性矿山废水集中进入曝气氧化池，通过曝气设备对废水进行曝气，将酸性矿山废水中二价铁离子氧化为三价铁离子，曝气氧化池的出水进入Fe沉淀池中；

2)在常温下，向Fe沉淀池加入氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钙溶液，调节Fe沉淀池中废水的pH值，以形成铁的氢氧化物沉淀，其中，形成的铁的氢氧化物沉淀于Fe沉淀池的底部，Fe沉淀池的出水进入到Cu沉淀池中；