一种重金属矿山酸性废水的生物低碳硫化处理系统及处理方法与流程

本发明涉及矿山酸性废水治理，尤其涉及一种重金属矿山酸性废水的生物低碳硫化处理系统及处理方法。

背景技术：

1、在矿山开采及矿物富集分离的过程中会产生很多的环境污染问题，酸性废水污染就是其中之一，酸性废水也是导致矿山重金属进入环境造成污染的主要原因。矿山开采产生的废石中含有铅、铜、镉、铁、硫等各类元素，由于降雨、空气及细菌的作用，会产生含有重金属污染物的酸性废水，即矿山酸性废水(acid mine drainage，简称amd)。amd直接排放对矿区周边水体、植被及水生生物危害较大，同时会通过食物链的富集危害人体健康，是重大的环境风险问题，因而需要针对性地进行处理。

2、目前矿山酸性废水处理方法主要有物理法(如离子交换法、吸附法、膜分离法等)、化学法(中和沉淀法、氧化还原法等)和生物化学法(微生物法、人工湿地法等)。其中，中和沉淀法是目前矿山酸性废水处理中应用最广泛的一种处理方法，但该方法存在着污水处理厂占地面积大、药剂成本高、人工管理成本高、处理效率低、运行不稳定、污泥量大、清渣工作量大等问题，同时还可能会造成二次污染等。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种重金属矿山酸性废水的生物低碳硫化处理系统及处理方法，其目的是解决现有矿山酸性废水处理技术所存在的占地面积大、药剂成本高、污泥量大、处理效率低等技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种重金属矿山酸性废水的生物低碳硫化处理系统，包括依次连接的好氧单元、热交换单元、厌氧单元和澄清单元；所述好氧单元、热交换单元、厌氧单元和澄清单元独立的采用下端进水、上端出水的方式进行连通。

4、进一步的，好氧单元包括好氧发酵池，好氧发酵池中包含预发酵5～7天的有机物料，有机物料产生的cod与废水中的so42-的摩尔比为2～3.5：1；

5、所述有机物料为禽畜粪便、秸秆类物质和酿造残渣中的一种或几种。

6、进一步的，所述热交换单元包括n个太阳能热水器组，所述厌氧单元包括n个厌氧反应池，n个太阳能热水器组与n个厌氧反应池一一对应；其中，1≤n≤10；所述厌氧反应池呈一字形、品字形或田字形排列。

7、进一步的，所述厌氧反应池独立的包括处于对数生长期的嗜酸硫酸盐还原菌菌剂，嗜酸硫酸盐还原菌菌剂的用量为厌氧反应池中废水质量的8～20％。

8、进一步的，所述澄清单元包括依次连接的初次沉淀池、二次沉淀池和湿地净化池；

9、所述初次沉淀池为平流式沉淀池；

10、所述二次沉淀池中包括物理沉降剂，所述物理沉降剂包含膨润土、高岭土和活性炭中的一种或几种，物理沉降剂在废水中的浓度为3～10g/m3；

11、所述湿地净化池包括水生植物，水生植物的种植密度为10～15株/m2；按数量比计，所述水生植物包括10～20％的香蒲草，40～50％的灯芯草，20～30％的水花生和20～30％的水芹菜。

12、本发明还提供了使用上述生物低碳硫化处理系统处理重金属矿山酸性废水的方法，包括以下步骤：

13、s1、将重金属矿山酸性废水通入好氧单元进行好氧处理；

14、s2、将好氧处理后的废水通入热交换单元进行热能交换；

15、s3、将热能交换后的废水通入厌氧单元进行硫化反应；

16、s4、硫化反应结束后，将废水通入澄清单元进行澄清处理，即可实现达标排放。

17、进一步的，所述步骤s1中，好氧处理的时间为6～12h，好氧处理后废水的ph值为3.5～5.0。

18、进一步的，所述步骤s2中，热能交换后的废水的温度为30～45℃。

19、进一步的，所述步骤s3中，硫化反应的时间为18～36h。

20、进一步的，所述步骤s4中，澄清处理的时间为18～36h。

21、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

22、(1)本发明提供的生物低碳硫化处理系统，具有占地面积小、不影响环境美观、低污泥量(相比中和法降低90％以上)、运营便捷、人工管理成本低等优点；

23、(2)本发明提供的矿山酸性废水处理方法，充分利用农业废弃物及太阳能，不使用石灰等化学药剂，无需耗电，充分利用自然能，全程通过微生物的好氧发酵和厌氧还原作用实现酸水ph的提升和重金属的去除，具有低碳经济、绿色环保等优点。

24、(3)本发明提供的矿山酸性废水处理方法，重金属去除率较高、无二次污染，实现了矿山酸性废水的无害化处理。

技术特征：

1.一种重金属矿山酸性废水的生物低碳硫化处理系统，其特征在于，包括依次连接的好氧单元、热交换单元、厌氧单元和澄清单元；所述好氧单元、热交换单元、厌氧单元和澄清单元独立的采用下端进水、上端出水的方式进行连通。

2.根据权利要求1所述的生物低碳硫化处理系统，其特征在于，好氧单元包括好氧发酵池，好氧发酵池中包含预发酵5～7天的有机物料，有机物料产生的cod与废水中的so42-的摩尔比为2～3.5：1；

3.根据权利要求1或2所述的生物低碳硫化处理系统，其特征在于，所述热交换单元包括n个太阳能热水器组，所述厌氧单元包括n个厌氧反应池，n个太阳能热水器组与n个厌氧反应池一一对应；其中，1≤n≤10；所述厌氧反应池呈一字形、品字形或田字形排列。

4.根据权利要求3所述的生物低碳硫化处理系统，其特征在于，所述厌氧反应池独立的包括处于对数生长期的嗜酸硫酸盐还原菌菌剂，嗜酸硫酸盐还原菌菌剂的用量为厌氧反应池中废水质量的8～20％。

5.根据权利要求1、2或4所述的生物低碳硫化处理系统，其特征在于，所述澄清单元包括依次连接的初次沉淀池、二次沉淀池和湿地净化池；

6.一种利用权利要求1～5任一项所述生物低碳硫化处理系统处理重金属矿山酸性废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中，好氧处理的时间为6～12h，好氧处理后废水的ph值为3.5～5.0。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，热能交换后的废水的温度为30～45℃。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中，硫化反应的时间为18～36h。

10.根据权利要求6、7或9所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中，澄清处理的时间为18～36h。

技术总结
本发明属于矿山酸性废水治理技术领域，本发明提供了一种重金属矿山酸性废水的生物低碳硫化处理系统及处理方法。该处理系统包括依次连接的好氧单元、热交换单元、厌氧单元和澄清单元。该处理方法包括以下步骤：在好氧单元对废水和有机物料进行发酵处理；发酵处理后的废水经过热交换单元进行升温；然后进入厌氧单元，利用微生物菌剂对废水进行厌氧硫化处理；硫化处理后的废水进入澄清单元，分别进行初次沉淀、二次沉淀、湿地净化，即可实现达标排放。本发明的技术方案具有占地面积小、成本低、废水处理效果好、运行稳定、管理便捷等优点。

技术研发人员：杨涛涛,毛喆,舒玮,梅力,张金桃,吴建强,刘泽轩,陈皓明
受保护的技术使用者：广东江铜桃林生态环境有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25