[发明专利]一种重金属酸性废水处理系统及处理方法

说明书

本发明提供一种重金属酸性废水处理系统，包括依次相连的初次过滤部、置换部、pH调节池，还原处理部和生化处理部，所述还原处理部包括相同设置的第一还原部和第二还原部，所述第一还原部侧壁上部固定安装有进水管，下部固定安装有可以打开和闭合的出水管，出水管处设置有滤网，第一还原部上部设有可以打开和闭合的气体通过口，气体通过口外接充气设备或气体收集设备，第一还原部底部设置有加热槽，第一还原部内部安装设有多块过滤板，过滤板水平放置或倾斜放置，过滤板的过滤材料为海绵铁负载脱硫弧菌的耦合材料。本发明通过整个系统的协同作用，能够高效去除重金属污染的酸性废水中的重金属和硫酸根离子。

技术领域

本发明属于环境保护中废水处理技术领域，具体涉及一种重金属酸性废水处理系统及处理方法。

背景技术

重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。主要指砷、铅、锌、铬、钴、镉、镍、汞、铜等重金属。重金属进入水体后，在食物链上具有放大作用，可在人体某些器官积聚造成中毒，危害人体健康。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。处理方法有化学沉淀法、吸附法、还原法、膜分离法、离子交换法和混凝法等进行处理，处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用，但上述方法中膜分离法和离子交换法运行费用较高，混凝法会产生大量浮渣，其余方法单独使用时对于处理含有多种重金属的酸性废水来说，其处理效果有限。

海绵铁又名直接还原铁(DRI)，其主要活性成分(≥97％)与普通还原性铁粉完全一致，为单质铁或零价铁，但其空隙率极高，比表面积较大，还原活性高，为高效率水处理除氧剂，海绵铁对水体中有机物、重金属和无机盐等污染物都具有很好的去除性能，是一类极具潜力的零价铁材料。

脱硫弧菌生物修复技术应用于某些重金属和硫酸根污染的工业废水中，即利用脱硫弧菌在厌氧条件下将硫酸根离子异化还原代谢为硫化氢，硫化氢与废水中的重金属结合生成难溶的金属硫化物沉淀而将其去除。

发明专利CN 106115932 B公开了海绵铁与微生物协同去除硫酸盐和Cr(Ⅵ)废水的方法；该方法在厌氧条件下，将海绵铁溶液A、硫酸盐还原菌的菌悬液B和铁还原菌的菌悬液C以体积比为1：1：1～1：3：4混合，陈化30～60min，反应结束后，用脱氧去离子水反复洗涤海绵铁/微生物微球，在无菌生理盐水中浸泡；得到海绵铁与硫酸盐还原菌/铁还原菌的混合物；所得海绵铁与硫酸盐还原菌/铁还原菌的混合物与硫酸盐和Cr(Ⅵ)废水混合，常温下反应24小时以上，同时净化废水中硫酸盐和Cr(Ⅵ)。本发明方法对Cr(Ⅵ)金属的去除率达到89％以上，所需设备简单、反应在常温常压下完成，产物为固相，反应体系为液相，产物容易分离，用于大规模工业生产。发明专利中利用海绵铁同时负载了硫酸盐还原菌和铁还原菌，说明海绵铁在还原硫酸根的过程中发生变化后，其还原作用会减弱，因此该发明利用海绵铁同时负载铁还原菌，且铁还原菌的用量大于硫酸盐还原菌的用量，其作用在于使海绵铁保持还原能力，对比文献中利用海绵铁负载两种菌，不能控制海绵铁对两种细菌的负载量，且铁还原菌用量多于脱硫弧菌，使得脱硫弧菌负载量更少，不能有效地去除重金属。

发明专利CN 104071975 B公开了一种矿山重金属酸性废水的处理装置及其处理方法，所述处理装置通过泵系统、导水管系统实现液体在沉淀池、还原装置、脱硫装置、PRB装置与pH调节池之间的流动，实现废水中硫酸盐的还原、废水脱硫处理、重金属污染去除与废水的pH调节。本发明工艺程序简单、操作简易、成本低、效率高、可以实现矿山重金属污染酸性废水治理的规模化与工程化应用，同时，整个工艺流程污染物均在相对密闭空间内，有效的避免污染治理过程中二次污染的产生，可广泛应用于不同类型矿山重金属污染酸性废水的安全处置，能有效的去除废水中的砷、铅、铜、锌、铬与镉等重金属污染。发明专利中的还原装置仅用于去除废水中的硫酸盐，而重金属是利用PRB(可渗透反应墙)装置进行去除，反应墙的大小根据需处理水量的大小确定，面价越大，造价越高。

发明内容