[发明专利]一种利用微氧共生反应器回收酸性矿山废水中单质硫的方法

说明书

本发明公开了一种利用微氧共生反应器回收酸性矿山废水中单质硫的方法，属于酸性矿山废水中硫回收技术领域。本发明将麦饭石和玉米芯添加至SRB污泥中，通过包埋的方式得到稳定的碳源，从而提升SRB在处理AMD时的适应性，通过包埋麦饭石、玉米芯的生物颗粒以及SOB污泥，将AMD进水中的硫酸盐氧化为硫化物，最终还原为单质硫，并通过本发明中的微氧共生反应器对单质硫进行高效回收，得到的AMD中硫酸根的去除率可达到90％，单质硫的平均回收量最高可达每天每立方厘米1.7kg。

技术领域

本发明涉及酸性矿山废水中硫回收技术领域，特别是涉及一种利用微氧共生反应器回收酸性矿山废水中单质硫的方法。

背景技术

酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)的来源主要有矿山开采过程中产生的矿坑水、矿石进行浮选、提取、冶炼等过程中排出的废水，以及含硫化矿物废石和尾矿的堆积经过风化、淋溶产生的废水。AMD的主要成因是矿石中的金属硫化物暴露在空气中，在水和硫氧化细菌的氧化作用下发生一系列生化反应及物理化学反应后逐步形成。AMD的形成过程中，矿石中的金属硫化物在硫氧化细菌的作用下不断被氧化溶解，产生含有多种金属离子的酸性硫酸盐废水。AMD对环境的危害主要为酸污染和硫酸盐污染等。此类废水会导致土壤板结现象，影响植物的生长，且废水中含有的多种有毒性物质会被植物吸收，并通过食物链不断在动植物体内富集，从而危害生态环境和人体健康。AMD如不及时处理，直接排入矿山附近的河流、湖泊等水体，由于其酸性较强，会导致水体的pH值发生变化，同时，其中的重金属离子会对水体中的微生物产生毒效应，抑制微生物的生长，妨碍水体的自净。此外，AMD能够与水体中的矿物质相互作用生成某些盐类，对淡水生物和植物生长产生不良影响。

目前，国内外对AMD的处理方法主要有中和沉淀法、微生物法、人工湿地法和硫化沉淀法等。其中，微生物法和人工湿地法中的优势微生物是硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)。在厌氧条件下，SRB将SO₄^2-还原为S^2-，S^2-与AMD中重金属离子生成硫化物沉淀从而被去除。微生物法处理AMD具有环境友好、适用性强、投资低、污染小、可回收重金属等优点，但SRB在处理AMD时，重金属离子对SRB会产生抑制和毒害作用,此外，SRB生长过程中还需要稳定的碳源，这些都是影响SRB处理AMD的重要因素。并且，SRB形成的金属硫化物沉淀需经过复杂的步骤回收单质硫，而硫化物氧化菌(Sulfide-OxidizingBacteria,SOB)，能将S^2-转化成单质硫，从而达到回收单质硫的目的，但自然条件下，SRB和SOB两种细菌对氧气的耐受性存在差异，使得SRB和SOB很难同时存在，导致无法针对AMD中的硫酸根实现高效去除，直接导致AMD中单质硫的回收率偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种微氧共生反应器回收酸性矿山废水中单质硫的方法，以解决上述现有技术存在的问题，使AMD中的硫酸根能够高效去除，实现单质硫的高回收率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种利用微氧共生反应器回收酸性矿山废水中单质硫的方法，所述微氧共生反应器包括还原反应区、氧化反应区、泥水分离室、微孔滤膜以及泥渣浓缩室；

所述还原反应区与氧化反应区相通；所述还原反应区与进水管相连，且氧化反应区与泥水分离室相通，泥水分离室的下部设置有微孔滤膜，所述微孔滤膜将泥水分离室和泥渣浓缩室分离；

回收方法包括以下步骤：

步骤1：将海藻酸钠与聚乙烯醇混合后，溶胀，在90℃恒温状态下加热至没有气泡出现，然后向其中加入麦饭石和玉米芯，得到混合物1；

步骤2：将含硫酸盐还原菌的污泥离心处理后，加入步骤1的混合物1，搅拌，得到混合物2，将混合物2加入含CaCl₂的饱和硼酸溶液中，在室温下持续搅拌4h，清洗，得到混合物3；