[发明专利]一种生物处理酸性矿山废水的工艺

摘要

一种含硫酸盐酸性废水生物处理并回收单质硫的工艺，属于环境保护和废水处理技术领域，其特征在于是一种利用污水厂污泥酸性发酵产物为硫酸盐还原菌的碳源处理酸性硫酸盐废水并回收单质硫的工艺：厌氧生物反应器中硫酸盐还原菌SRB将硫酸盐SO₄^2－生物还原为硫化氢H₂S或S^2－－好氧生物膜反应器中无色硫细菌CSB将H₂S或S^2－生物氧化为单质硫-慢砂滤池过滤、刮砂；采用萃取设备充分溶解砂滤料中的单质硫S－固液分离设备将萃取剂CS₂与砂滤料、生物膜相分离-蒸馏设备蒸馏萃取后溶液-干燥设备烘干，回收单质硫S。既处理了含硫酸盐酸性矿山废水，又回收了单质硫，还使污水处理厂污泥达到资源化和无害化。

主权项

1.一种生物处理酸性矿山废水的工艺，其特征在于是一种利用污水厂污泥酸性发酵产物为硫酸盐还原菌的碳源生物处理酸性硫酸盐废水并回收单质硫的工艺，其工艺流程为：酸性矿山废水(1)和污水厂污泥产酸发酵上清液(2)首先进入硫酸盐生物还原反应器(3)中，利用硫酸盐还原菌SRB将SO4 2-生物还原为H2S或S2-，反应器(3)的部分出水(10)进行回流，接着反应器(3)的处理出水进入H2S或S2-生物氧化反应器(4)，利用无色硫细菌CSB将H2S或S2-生物氧化为单质硫S，然后含单质硫S的出水流经慢砂滤池(5)进行过滤、刮砂、截留单质硫S，并排放生物处理出水(11)，再采用萃取设备(6)充分溶解砂滤料中的单质硫S，由固液分离设备(7)将萃取剂与砂、滤料、生物膜相分离，由蒸馏设备(8)蒸馏萃取后溶液、析出单质硫S，最后经干燥设备(9)烘干，回收单质硫(12)，其具体的步骤和条件如下：I利用硫酸盐还原菌SRB将硫酸盐生物还原为H2S或S2- ①硫酸盐生物还原工艺在厌氧生物反应器(3)中完成；②反应器(3)中优势菌群为硫酸盐还原菌SRB，SRB将硫酸盐生物还原为H2S或S2-；③以污水厂污泥酸性发酵产物为碳源，废水中污泥酸性发酵液(2)的投加量按照混合液中COD/SO4 2-比值来控制，COD/SO4 2-的控制范围为0.9～1.5；④硫酸盐负荷为1.0～7.0kgSO4 2-/m3·d，温度为20～35℃，进水pH值为3.5～6.5，厌氧膨胀颗粒污泥床反应器EGSB上升流速vup为3.0～6.0m/h，回流比为80∶1～200∶1，水力停留时间HRT为0.2～0.85d，升流式厌氧滤池AF回流比为20∶1～60∶1，HRT为0.25～1.25d，厌氧折流板反应器ABR，HRT为0.2～1.0d，厌氧流化床反应器AFBR，HRT为0.02～0.3d；II利用无色硫细菌CSB将H2S或S2-生物氧化为单质硫S①H2S或S2-生物氧化工艺在好氧生物膜反应器(4)中进行；②反应器(4)中优势菌群为无色硫细菌CSB，CSB将H2S或S2-生物氧化为单质硫S；③进水pH值6.5～8.0，温度15～25℃的条件下，控制硫化物负荷和溶解氧DO浓度，使H2S或S2-生物氧化产物为单质硫，溶解氧DO浓度随着硫化物负荷的升高而提高；④不同类型填料的CSB好氧生物反应器中硫化物负荷与溶解氧浓度需由试验确定；III采用慢砂滤池(5)截留单质硫S①过滤：采用慢砂滤池(5)对CSB生物氧化H2S的出水进行过滤，将水中单质硫和脱落的生物膜截留在滤床表面，达到固液分离，慢砂滤池滤速0.1～0.3m/h，砂滤层粒径0.5～1.2mm，厚度25cm，承托层砂粒由下至上粒径5.0～10.0mm、2.5～5.0mm、1.2～2.5mm，每层高度3cm，单质硫和脱落的生物膜截留于慢砂滤表层5～6cm的砂层中；②刮砂：刮取砂滤料表层5～6cm厚度的含硫砂层；V回收单质硫S①萃取：以二硫化碳CS2作为萃取剂，采用萃取设备(6)将所刮取的砂滤料与萃取剂CS2溶液充分接触，使CS2充分溶解单质硫颗粒；②分离：采用固液分离设备(7)，利用重力沉淀分离、离心分离或过滤分离操作将溶解单质硫后的萃取剂CS2与砂滤料和脱落的生物膜相分离，获得萃取剂CS2溶液；③蒸馏：温度为48～55℃，采用蒸馏设备(8)蒸馏析出单质硫，萃取剂CS2进行重复利用；④干燥：温度为165～175℃，采用干燥设备(9)将所析出的单质硫干燥1～2小时，回收单质硫。