一种处理锑矿酸性废水的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理锑矿酸性废水的装置,该装置是由浅水导流氧化沉淀池、二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池组成；浅水导流氧化沉淀池位于最前端，后面依次连接二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池。利用本发明的装置进行锑矿酸性废水处理后，水体pH显著升高，从2.83±0.06升高至7.80±0.15，水体中Sb含量明显降低，分别从2268±612μg/L降低至26.4±8.2μg/L，Sb的消减量达到98.7%±0.5%，水质得到显著改善，远优于我国工业排水标准中有关Sb的限值（500μg/L）。
【专利说明】一种处理锑矿酸性废水的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理【技术领域】，尤其涉及一种处理锑矿酸性废水的装置及方法。【背景技术】
[0002]中国是世界上最大的锑储量国和生产国，锑矿开发产生的酸性矿山废水污染问题尤为突出。目前全世界针对锑矿酸性废水的治理技术十分稀缺，特别是缺少污染现场的实践处置技术。当前主要是通过施加石灰来降低废水中锑的含量和提高水体pH。然而，石灰法处置效果并不十分理想，缺点十分突出，主要有:成本高、需要人力或电力设备投加石灰以及后续维护管理、产生大量次生污染物、一旦停止投料则马上没有效果。
[0003]石灰法的技术方案可以用人工或电力器械投加石灰来进行处理。
[0004]石灰法的缺点:
[0005](1)运行成本高。
[0006](2)需要人力或电力设备投加石灰
[0007](3)大量后续维护管理投入
[0008](4)产生大量次生污染物
[0009](5)不可持续，一旦停止投料马上失效。
【发明内容】
[0010]本发明通过设计氧化沉淀池和微生物还原池，充分利用废弃秸杆等，通过物理沉淀、化学氧化、微生物还原等机制有效降低锑矿山酸性废水中的Sb，并提升水体pH，改善水质。整个处理技术一次成本投入，可以持续运行5-10年，基本无需日常维护和管理，不需要任何电力设备，产生的淤泥比传统的石灰法消减1/3。野外中试结果表明:锑矿酸性废水经本发明治理技术处理后，水体pH显著升高，从2.83 ±0.06升高至7.80 ±0.15，水体中Sb含量明显降低，从2268±612μ g/L降低至26.4±8.2μ g/L，Sb的消减量达到98.7%±0.5%，水质得到显著改善，远优于我国工业排水标准中有关Sb的限值(500 μ g/L)。
[0011]本发明采用如下技术方案:
[0012]本发明的处理锑矿酸性废水的装置，其特征在于:该装置是由浅水导流氧化沉淀池、二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池组成；浅水导流氧化沉淀池位于最前端，后面依次连接二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池；浅水导流氧化沉淀池与二级氧化沉淀池的上部连接，二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池高度依次递减，每个池的围墙上方处都开有入水口和出水口，入水口高度高于出水口高度。
[0013]二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池和二级微生物还原池的两侧各设有一面悬空墙，悬空墙与池顶面连接，下端悬空；缓冲池的中心设有一面悬空墙，悬空墙与池顶面连接，下端悬空。[0014]二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池和二级微生物还原池的中 心处设有隔挡墙，隔挡墙下端与池的底面连接，上端低于池子的出水口的高度。
[0015]利用本发明的装置处理锑矿酸性废水的方法，具体步骤如下：
[0016](1)锑矿酸性废水首先进入浅水导流氧化沉淀池，迅速使水体中相对较大颗粒物 沉淀；
[0017](2)锑矿酸性废水再通过二、三级氧化沉淀池，使水体中相对较小的颗粒物沉淀， 有效使水体中Fe2+等氧化成Fe3+,并形成如Fe (0H) 3等胶体,可进一步吸附水体中Sb,有效 消减水体中的Sb ；
[0018](3)在两个微生物还原池中分层铺设秸杆和青石，通过秸杆分解产生0IT，以及青 石本身的中和能力，有效提升水体PH，并通过秸杆自身的吸附作用降低水体中的Sb，同时 通过秸杆分解给微生物提供养分，促进微生物繁殖，通过微生物作用将使溶解态Sb有效矿 化进而沉淀，进一步降低水体中的Sb ；
[0019](4)从二级微生物还原池中出来的锑矿酸性废水，再通过缓冲池进一步沉淀水体 颗粒物质，使水体更为清澈，然后流出。
[0020]步骤（3)中，每个微生物还原池中铺设秸杆和青石的量按照日处理水量10吨计 算，微生物还原池按长*宽*高为7. 5mX4. 5mX 1. 5m容积，其中底层稻杆层厚度为约15cm, 其上覆薄层青石，以防止秸杆等向上漂浮。
[0021]通过设计氧化沉淀池（一个浅水导流氧化沉淀池、二级和三级氧化沉淀池）和微生 物还原池（2个）以及一个缓冲池，充分利用废弃的秸杆、青石等，利用物理沉淀、化学氧化、 微生物还原等机制，通过在二、三级氧化沉淀池和两个微生物还原池中合理设置隔挡墙控 制系统中水流方向，保证系统水体置换充分、顺畅，并在两个微生物还原池中科学分层铺设 秸杆、青石等材料，促进水体与反应物有效接触，同时给与微生物处理池中微生物体生存和 成长提供充分的养分，保证微生物有效繁殖，提升对水体重金属的处理效果，最终保障系统 有效降低锑矿山酸性废水中的Sb，并提升水体pH，改善水质。
[0022]本发明的积极效果如下：
[0023]本发明的处理锑矿酸性废水的装置通过设计氧化沉淀池和微生物还原池，充分利 用废弃秸杆等，通过物理沉淀、化学氧化、微生物还原等机制有效降低锑矿山酸性废水中的 Sb，并提升水体pH，改善水质。具有如下优点：
[0024](1)低成本、无需电力设备、日常管理简单，后续维护简易。
[0025](2)以废治废，本技术中添加的材料基本为秸杆等废弃物，既降低成本，又能以废 治废，减少这些废弃物的环境风险。
[0026](3)适应性强，可处理多种毒害物质。
[0027](4)可持续性修复治理。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明的处理锑矿酸性废水的装置的俯视图。
[0029]图2是本发明的处理锑矿酸性废水的装置的主视图。
[0030]DF2-n-0:表示废水处理前，第n次采样样品，如DF2_2_0代表废水处理前第二次采
样样品。[0031]DF2-n-6:表示废水经本发明方法处理后，第n次采样样品，如DF2_2_6代表废水经本发明方法处理后第二次采样样品。
【具体实施方式】
[0032]下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
[0033]如附图1和2所示，本发明的处理锑矿酸性废水的装置是由浅水导流氧化沉淀池、二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池组成；浅水导流氧化沉淀池位于最前端，后面依次连接二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池；浅水导流氧化沉淀池与二级氧化沉淀池的上部连接，二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池高度依次递减，每个池的围墙上方处都开有入水口和出水口，入水口高度高于出水口高度。
[0034]二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池和二级微生物还原池的两侧各设有一面悬空墙，悬空墙与池顶面连接，下端悬空；缓冲池的中心设有一面悬空墙，悬空墙与池顶面连接，下端悬空。
[0035]二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池和二级微生物还原池的中心处设有隔挡墙，隔挡墙下端与池的底面连接，上端低于池子的出水口的高度。
[0036]处理方法如下:
[0037](1)锑矿酸性废水首先进入浅水导流氧化沉淀池，迅速使水体中相对较大颗粒物沉淀；
[0038](2)锑矿酸性废水再通过二、三级氧化沉淀池，使水体中相对较小的颗粒物沉淀，可进一步吸附水体中Sb，有效消减水体中的Sb ；
[0039](3)在两个微生物还原池中分层铺设秸杆和青石，通过秸杆分解产生0H-，以及青石本身的中和能力，有效提升水体PH，并通过秸杆自身的吸附作用降低水体中的Sb，同时通过秸杆分解给微生物提供养分，促进微生物繁殖，通过微生物作用将使溶解态Sb有效矿化进而沉淀，进一步降低水体中的Sb ；
[0040](4)从二级微生物还原池中出来的锑矿酸性废水,再通过缓冲池进一步沉淀水体颗粒物质，使水体更为清澈，然后流出。
[0041]将经本发明的装置处理取样的水样送中科院地化所环境地球化学国家重点实验室，利用原子荧光光谱仪进行检测水样中Sb的含量，结果如表1所示:
[0042]表1水样中Sb的含量
【权利要求】
1.一种处理锑矿酸性废水的装置，其特征在于:该装置是由浅水导流氧化沉淀池、二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池组成；浅水导流氧化沉淀池位于最前端，后面依次连接二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池；浅水导流氧化沉淀池与二级氧化沉淀池的上部连接，二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池、二级微生物还原池和缓冲池高度依次递减，每个池的围墙上方处都开有入水口和出水口，入水口高度高于出水口高度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于:二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池和二级微生物还原池的两侧各设有一面悬空墙，悬空墙与池顶面连接，下端悬空；缓冲池的中心设有一面悬空墙，悬空墙与池顶面连接，下端悬空。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于:二级氧化沉淀池、三级氧化沉淀池、一级微生物还原池和二级微生物还原池的中心处设有隔挡墙，隔挡墙下端与池的底面连接，上端低于池子的出水口的高度。
4.一种利用如权利要求1-3任一项所述的装置处理锑矿酸性废水的方法，其特征在于:该方法的具体步骤如下: Cl)锑矿酸性废水首先进入浅水导流氧化沉淀池，迅速使水体中相对较大颗粒物沉淀； (2)锑矿酸性废水再通过二、三级氧化沉淀池，使水体中相对较小的颗粒物沉淀，有效使水体中Fe2+氧化成Fe3+，并形成如Fe (OH) 3胶体，可进一步吸附水体中Sb，有效消减水体中的Sb ； (3)在两个微生物还原池中铺设秸杆，上面铺设零星青石，防止秸杆向上漂浮；通过秸杆分解产生0H-，以及青`石本身的部分中和能力，有效提升水体pH，并通过秸杆自身的吸附作用降低水体中的Sb，同时通过秸杆分解给微生物提供养分，促进微生物繁殖，通过微生物作用将使溶解态Sb有效矿化进而沉淀，进一步降低水体中的Sb ； (4)从二级微生物还原池中出来的锑矿酸性废水，再通过缓冲池进一步沉淀水体颗粒物质，使水体更为清澈，然后流出。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于:步骤(3)中，每个微生物还原池中铺设秸杆和青石的量按照日处理水量10吨计算，微生物还原池按长*宽*高为7.5mX 4.5mX 1.5m容积，其中底层秸杆层厚度为约15cm，其上覆薄层青石，以防止秸杆等向上漂浮。
【文档编号】C02F1/72GK103819055SQ201410068940
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】宁增平, 肖唐付, 肖恩宗 申请人:中国科学院地球化学研究所