铁屑及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种铁屑及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置。本实用新型包括储水区，储水区是一个密闭的储液罐，储液罐与铁屑及铁细菌反应区左侧下部的进水管连通；铁屑及铁细菌反应区的右端面与厌氧反应区的左端面直接贯通，铁屑及铁细菌反应区内填充零价铁，厌氧反应区内填装滤料，厌氧反应区顶部空间为气体收集室；在铁屑及铁细菌反应区和厌氧反应区底部设有反冲洗装置；在厌氧反应区右侧上部设有排水管；在厌氧反应区一侧下部连接有废水回流装置，并连通到铁屑及铁细菌反应区。本实用新型结构紧凑，占地面积小；节约成本；能高效去除锑矿废水中的锑和硫酸盐，并回收富锑污泥。
【专利说明】
铁屑及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置
技术领域
[0001]本实用新型属于一种锑矿废水处理模拟装置，具体涉及一种铁肩/铁细菌/硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置。
【背景技术】
[0002]随着锑矿产资源的开采冶炼规模逐渐增大，产生了大量的锑矿废水。废水中锑和硫酸盐浓度高，并含有砷、铅等多种毒性很强的重金属。锑矿废水的不合理排放不但浪费矿山资源，而且进入矿区及周边区域，造成锑矿区及周边区域土壤和水生态系统毁灭性破坏，直接威胁人类生存。加强锑矿废水的治理具有重大现实意义。
[0003]吸附法是目前处理水体锑污染最常用的方法。零价铁廉价易得环境友好，可通过吸附、还原、沉淀去除多种重金属，但是普通的还原铁粉对水体中锑的去除效果一般。然而铁氧化物或氢氧化物由于具有较大比表面积，静电引力和络合作用，对锑的吸附量较大。但是这些吸附材料大多采用化学法合成，成本高。其次锑矿废水中大量硫酸盐会产生严重竞争吸附，抑制吸附材料对水体中锑的去除。
[0004]铁细菌能生活在含氧少但溶有较多铁质和二氧化碳的水中，严格自养或兼性自养，它以CO2为碳源，亚铁的氧化为能量来源，在生长过程中大量氧化亚铁离子，生成不溶性的铁氧化物-氢氧化物。硫酸盐还原菌是一种以有机物作为电子供体，S042—为电子受体，通过对有机物的降解作用获取生存所需的能量的厌氧微生物，它能将S042—还原为S2—。
[0005]因此采用廉价的铁肩治理锑矿废水，并利用自养型铁细菌与厌氧型硫酸盐还原菌协同去除锑，既可以充分利用生物成因铁氧矿物高效吸附能力;且自养型铁细菌的使用无需投加大量有机物，解决矿山废水中营养不足的问题;硫酸盐还原菌可还原S042—形成Sb2S3沉淀，解决硫酸盐的抑制作用。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铁肩及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置。
[0007]本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的:该铁肩及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置，它包括从左至右依次设置的储水区、铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区;所述储水区是一个密闭的储备锑矿废水的储液罐，储液罐通过管道、蠕动栗及三通阀与铁肩及铁细菌反应区左侧下部的进水管连通;所述铁肩及铁细菌反应区的右端面与厌氧反应区的左端面直接贯通，铁肩及铁细菌反应区内填充零价铁，厌氧反应区内填装滤料，厌氧反应区顶部空间为气体收集室;在铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区底部设有反冲洗装置;在厌氧反应区右侧上部设有排水管，排水管上设有阀门；在厌氧反应区一侧下部连接有废水回流装置，并连通到所述储液罐与铁肩及铁细菌反应区之间的三通阀上。
[0008]具体的，所述铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区采用有机玻璃材料制成。
[0009]具体的，所述铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区的内部均设有三层承托板，承托板上均匀分布有孔径为2mm的小孔。
[0010]具体的，所述铁肩及铁细菌反应区内部三层承托板上填充零价铁肩；所述厌氧反应区内部三层承托板上填充有石英砂/粉煤灰滤料。
[0011]本实用新型与现有技术相比的有益效果是:(I)模拟处理装置由储水区、铁肩及铁细菌反应区、厌氧反应区三个单元组成，相邻单元功能互补，结构紧凑，占地面积小；(2)在铁肩及铁细菌反应区中，铁细菌可充分利用铁肩形成对锑具有高效吸附能力铁氧矿物，而且该自养型铁细菌的使用无需投加大量有机物，解决了矿山废水中营养不足的问题，节约成本；(3)铁细菌的生长消耗了废水中的溶解氧，且生成胞外聚合物可作为硫酸盐还原菌的营养物质，为其在厌氧反应区的生长提供了有利的条件；(4)厌氧反应区中硫酸盐还原菌可还原S042—形成Sb2S3沉淀，解决了硫酸盐的抑制作用；(5)通过整体反应器内部构造和接触时间的合理控制，高效去除锑矿废水中的锑和硫酸盐，并回收富锑污泥。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实施例的剖面结构示意图。
[0013]图2是图1中铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区部分的俯视图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
[0015]参见图1、图2，本实施例的装置从左到右依次设有储水区1、铁肩及铁细菌反应区
I1、厌氧反应区III。储水区I是一个密闭的储液罐I，储备锑矿废水，无需脱氧装置;铁肩及铁细菌反应区II通过其左侧的进水管4、三通阀3与蠕动栗2相连，蠕动栗2通过管道连通到储液罐I上。铁肩及铁细菌反应区II内部填充有零价铁，铁肩及铁细菌反应区II内部从上到下均匀分布有三个承托板5;厌氧反应区III左端与铁肩及铁细菌反应区II右端直接贯通，内部填装滤料，厌氧反应区III内部从上到下也均匀分布有三个承托板5;厌氧反应区111的锥形顶部为气体收集室6。在铁肩及铁细菌反应区II与厌氧反应区III有底部设有反冲洗装置7(反冲洗装置为现有成熟技术)；在厌氧反应区III的右侧设有排水管8，通过阀门9控制排水;在厌氧反应区III 一侧下部连接有废水回流装置12，并连通到三通阀3上。
[0016]铁肩及铁细菌反应区II和厌氧反应区III由有机玻璃材料制成;储水区I与铁肩及铁细菌反应区之间设置三通阀3，三通阀3的一个入口与进水管4相连，使储水区I的废水直接进入铁肩及铁细菌反应区II，另一个入口与废水回流装置12相通进行废水回流。铁肩及铁细菌反应区11内部三个承托板5上填充有零价铁肩10，铁细菌腐蚀铁肩生长;厌氧反应区III内部三个承托板5上填充有石英砂/粉煤灰11等滤料，内部生长厌氧型硫酸盐还原菌;铁肩及铁细菌反应区II与厌氧反应区III内部设有的三层承托板5上面均匀分布着孔径为2mm小孔;进水管4位于铁肩及铁细菌反应区II的底部;排水管8位于厌氧反应区III的顶部;废水回流装置12位于整个铁肩及铁细菌反应区II和厌氧反应区III的一侧，废水由厌氧反应区III底部回流至进水管4。
[0017]本实用新型模拟处理装置的工作过程如下:将一定质量的铁肩加入铁肩及铁细菌反应区II中，将含有铁细菌的营养液栗入，静置一段时间。将石英砂填充在厌氧反应区III中，并接种硫酸盐还原菌，静置一段时间。当发现两个反应区均有生物膜形成时，将储液罐I中收集的锑矿废水，通过蠕动栗2由进水管4从下部栗入铁肩及铁细菌反应区II。铁细菌腐蚀铁肩能生长，消耗流动的水中的溶解氧，并生成铁氧化物/氢氧化物，可吸附锑;废水然后进入厌氧反应区III，其中硫酸盐被厌氧反应区III内的硫酸盐还原菌还原为S2—，并生成Sb2S3沉淀，其顶部的集气室6收集H2S气体。本实用新型的模拟反应装置设有废水回流装置12，可将含锑废水回流至进水管4重新进入铁肩及铁细菌反应区II与厌氧反应区III中，进行循环处理。每天取样一次，测试出流液总Sb、As、Pb与S042—浓度。废水水质监测符合国家标准，可通过厌氧反应区III顶部的排水管8排出。长期运行后，打开装置底部的反冲洗装置7进行反冲洗，将处理后的沉淀渣和污泥回收，进行处理，尽可能回收其中的金属锑，以节约能源。
【主权项】
1.一种铁肩及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置，其特征在于:它包括从左至右依次设置的储水区、铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区；所述储水区是一个密闭的储备锑矿废水的储液罐，储液罐通过管道、蠕动栗及三通阀与铁肩及铁细菌反应区左侧下部的进水管连通;所述铁肩及铁细菌反应区的右端面与厌氧反应区的左端面直接贯通，铁肩及铁细菌反应区内填充零价铁，厌氧反应区内填装滤料，厌氧反应区顶部空间为气体收集室;在铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区底部设有反冲洗装置;在厌氧反应区右侧上部设有排水管，排水管上设有阀门；在厌氧反应区一侧下部连接有废水回流装置，并连通到所述储液罐与铁肩及铁细菌反应区之间的三通阀上。2.根据权利要求1所述铁肩及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置，其特征在于:所述铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区采用有机玻璃材料制成。3.根据权利要求1所述铁肩及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置，其特征在于:所述铁肩及铁细菌反应区和厌氧反应区的内部均设有三层承托板，承托板上均匀分布有孔径为2mm的小孔。4.根据权利要求3所述铁肩及铁细菌及硫酸盐还原菌协同处理锑矿废水模拟装置，其特征在于:所述铁肩及铁细菌反应区内部三层承托板上填充零价铁肩；所述厌氧反应区内部三层承托板上填充有石英砂/粉煤灰滤料。
【文档编号】C02F3/28GK205528019SQ201620328609
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】李勇超, 张飞, 任伯帜
【申请人】湖南科技大学