[发明专利]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

说明书

一、技术领域

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

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(Chemical oxygen demand,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(Sulfate reducing bacteria,SRB)异化SO₄^2-的生物还原反应，将SO₄^2-还原为S^2-，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。

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。

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S^2-以固定混合废水中含的重金属离子。此外，生成的S^2-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

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。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

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：

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SO₄^2-的质量比为0.5～4:1；

b、将所述混合液作为进水加入在30～35℃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％。