一种同步回收垃圾渗滤液和酸性矿山排水中重金属的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于重金属回收和废水的资源化利用领域。 二、
【背景技术】
[0002] 经济快速的发展加大了对资源的利用，而我国属于金属资源相对短缺的国家。另 一方面，各地金属矿山资源的过度开发，严重破坏了周围的环境，并产生了大量的酸性矿山 废排水。酸性矿山排水是指硫化矿系（如煤矿、多金属硫化矿）在开采、运输、选矿及废石 排放和尾矿储存等生产过程中经氧化、分解，并与水化合形成硫酸而产生的酸性水；主要表 现为pH值低，化学需氧量（Chemicaloxygendemand,COD)浓度不高，硫酸盐浓度高，而且 水中含有大量铜、铁、锌、铝、锰、镍、铅、铬、砷等重金属。因此对酸性矿山排水中的重金属进 行回收不仅可以解决环境问题，也能够实现废水的资源化转化。理论上利用硫酸盐还原菌 (Sulfatereducingbacteria，SRB)异化3042_的生物还原反应，将SO42_还原为S2_，与重金 属离子形成金属硫化物沉淀，可以实现酸性矿山排水中重金属的去除。该法具有成本低、实 用性强、无二次污染等优点，受到国内外环境工作者的广泛关注。但此法需要外加碳源，很 多SRB菌的碳源（如乙酸、糖蜜、乙醇、乳酸等）成本较高，因此寻找技术可行、经济合理的 微生物碳源的是一个关键问题。
[0003] 垃圾渗滤液中含有高浓度的有机物，可以为SRB菌提供碳源。另一方面，垃圾渗滤 液中含有多种高浓度的金属离子，如铁浓度高达2820mg/L，锌浓度可达370mg/L，铬浓度可 达17mg/L，铅浓度可达2mg/L。目前，垃圾渗滤液中的重金属处理方法有化学沉淀法、吸附 法和反渗透技术。化学沉淀法是通过调节pH值、加入沉淀剂或还原剂使之生成低毒性的物 质。但化学处理成本较高且易引起二次污染。吸附法主要是利用吸附能力强的吸附剂来吸 附固定重金属，但该法使用的吸附剂用量大，且运行操作强度也较大。反渗透技术可以有效 地去除渗滤液中的重金属离子，但其建设费用与运行维护费用都很高。也有学者考虑通入 硫化氢生成硫化物沉淀的方法去除重金属，但硫化氢为剧毒气体，生产成本高，且生产、储 运和使用中存在严重的环保问题。
[0004] 因此，如果将垃圾渗滤液和酸性排水混合，则混合后的废水中含有充足的有机物 和硫酸盐，将利于硫酸盐还原菌等厌氧微生物的生长代谢，从而可以持续不断的产生大量 生物成因的S2_以固定混合废水中含的重金属离子。此外，生成的S由于转化为金属硫化 物而使得溶液中的硫离子浓度很低，也解除了硫离子及硫化氢对微生物细胞的毒性，为SRB 菌等厌氧微生物的生长提供了适宜的环境。将生成的金属硫化物沉淀进一步通过有氧或者 无氧煅烧则可以进一步得到相应的目标金属产物。目前为止，还未见同步去除酸性矿山排 水和垃圾渗滤液中重金属离子并实现回收的公开报道。 三、
【发明内容】
[0005] 本发明提供了 一种方法简单、成本低廉的同步回收垃圾渗滤液和酸性矿山排水中 重金属的方法。
[0006] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：
[0007] 本发明同步回收垃圾渗滤液和酸性矿山排水中重金属的方法，其特点在于按如下 步骤进行：
[0008] a、将垃圾渗滤液和酸性矿山排水混合，并用NaOH溶液调节，得到pH为6. 8~7. 8 的混合液，在所述混合液中化学需氧量与混合液中所含SO广的质量比为0. 5~4:1 ;
[0009] b、将所述混合液作为进水加入在30~35°C条件下运行的厌氧反应器中，启动运 行时控制水力停留时间为30天，持续运行至厌氧反应器稳定运行并在稳定运行阶段控制 水力停留时间在10-20天，在这一阶段厌氧反应器中硫酸盐还原菌大量繁殖，获得含有大 量硫酸盐还原菌的厌氧污泥；混合液中含有的高浓度有机物和硫酸盐为硫酸盐还原菌提供 了适宜的营养条件，反应器连续不断的运行使硫酸盐还原菌不断增殖并占优势，形成含有 大量硫酸盐还原菌的厌氧污泥。厌氧反应器稳定运行是指COD去除率不低于90%，硫酸盐 去除率不低于80%。
[0010] C、将步骤a所述混合液加入步骤b所形成的稳定运行的厌氧反应器中，混合液中 的硫酸盐在硫酸盐还原菌的作用下生成Si S21P混合液中的重金属离子生成重金属硫化 物沉淀，定期排出厌氧反应器中的含有重金属硫化物沉淀的厌氧污泥，同时补充相同体积 的步骤a所配置的混合液；厌氧污泥的排出周期为10~20天（随水力停留时间的改变而 改变），且每次厌氧污泥的排出量为厌氧反应器中厌氧污泥总量的8%~12%。厌氧污泥在 厌氧反应器中是均匀分散在水体中的，因此可以通过直接排出水体的方式排出厌氧污泥； [0011] d、取出步骤c所排出厌氧污泥中的重金属硫化物沉淀，进行高温有氧煅烧或者高 温无氧煅烧，回收得到重金属，即完成垃圾渗滤液和酸性矿山排水中重金属的回收。所述高 温有氧煅烧是通入氧气在250~700°C煅烧2小时；所述高温无氧煅烧指的是通入氮气在 250~700°C煅烧2小时。
[0012] 与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
[0013] 1、本发明的方法将垃圾渗滤液和酸性矿山排水混合，以垃圾渗滤液中有机物作为 碳源，以酸性矿山排水作为硫酸盐还原的重要基质，利用生物技术去除并回收废水中的重 金属，经济又环保。
[0014] 2、本发明的方法将垃圾渗滤液和酸性矿山排水混合，在垃圾渗滤液和酸性矿山排 水按m(C0D)/m(S0 42_) ~ 0. 5~4:1的混合比下进行厌氧培养，混合液中充分的硫酸盐和有 机碳基质使硫酸盐还原菌和其他厌氧微生物都能迅速增殖，在这些厌氧微生物的协同或 者共同作用下，重金属、硫酸盐和有机物均能同时达到良好的去除效果；
[0015] 3、本发明的方法对生成的重金属沉淀物进行高温有氧和无氧煅烧，其有益的作用 和效果具体包括：如同步回收垃圾渗滤液和硫铁矿酸性矿山排水中的重金属，会得到大量 FeS沉淀，FeS沉淀物中的金属Fe，在通入氧气250~700°C煅烧2小时的条件下全部转化 为赤铁矿，并以赤铁矿的形式回收。FeS沉淀物中的金属Fe，在通入氮气250~700°C煅烧 2小时的条件下，全部转化为磁黄铁矿，并以磁黄铁矿的形式回收。与FeS相比，赤铁矿