本發(fā)明涉及硫礦廢水治理技術(shù)，具體涉及一種發(fā)酵母液處理硫礦廢水的方法。
背景技術(shù)：
硫礦廢水來源于硫礦在開采、運(yùn)輸、廢石排放、尾礦貯存過程中經(jīng)空氣和菌的氧化作用形成含高濃度硫酸鹽、重金屬離子的液體。通常處理方法為石灰乳中和法，使得重金屬離子以氫氧化物沉淀出來，此法操作簡單，易實現(xiàn)重金屬分離，但石灰用量較大，進(jìn)而增高了處理成本，重金屬分離效果較差，重金屬去除率約60％，同時，產(chǎn)生大量硫酸鈣，給環(huán)境帶來潛在的二次污染風(fēng)險。
因此，許多研究者試圖尋找新的處理方法，比如，人工濕地法、微生物法。其中，人工濕地法采用天然的泥炭蘚沼澤地處理硫礦廢水，處理費約為9元/m3，處理成本較低，但硫化氫回收不徹底，以氣態(tài)形式排入空氣后，造成空氣污染；微生物法重金屬回收率高，但條件苛刻，添加物多，成本高，重金屬單獨分離效果不佳。
為此，本方法人多年從事礦產(chǎn)工作，結(jié)合礦山廢水治理技術(shù)，為硫礦廢水的治理提供一種新的選擇方向。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供一種重金屬提取率高、成本低、無污染、易操作的礦山廢水處理方法。
具體通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：
一種發(fā)酵母液處理硫礦廢水的方法，其步驟為：
(1)在礦山廢水中加入活性炭進(jìn)行攪拌0.5-1h，攪拌轉(zhuǎn)速為60-120r/min，過 濾，獲得顆粒物沉淀和液體；
(2)將步驟(1)的液體轉(zhuǎn)入鋪設(shè)水稻秸稈的沉淀池中，升溫至30-60℃，加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液進(jìn)行攪拌3-8h，攪拌轉(zhuǎn)速為30-60r/min，靜置5-10h后，加入濃度為20-30％的緩沖溶液進(jìn)行攪拌20-40min后，過濾，獲得氫氧化鐵膠體和濾液；
(3)調(diào)整濾液溫度為42-50℃時，加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，密封靜置至COD濃度為2.8-3.0g/L，過濾，獲得PbS，再密封靜置至COD濃度為1.3-1.6g/L，過濾，獲得CuS和偏鋁酸鹽液體。
所述的加入活性炭，加入量為礦山廢水的0.05-0.2。
所述的鋪設(shè)水稻秸稈，其水稻秸稈與硫礦廢水的重量體積比為0.2:1。
所述的加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水的1/20-1/15。
所述的氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將清水、占清水量1-2％的紅糖、占清水量0.01-0.05％的尿素混合均勻制成培養(yǎng)液，再按108 cfu/L溶液接種氧化亞鐵硫桿菌，在溫度為30-50℃下，進(jìn)行好氧發(fā)酵6-9天。
所述的加入緩沖溶液，加入量為礦山廢水的1/20-1/18。
所述的緩沖溶液為氨水、磷酸二氫銨按體積比為5:1混合制成。
所述的加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水的1/15-1/10。
所述的硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將瓊脂和石蠟按重量比為2-6:1進(jìn)行熔融后，用清水稀釋至70-80％，按108 cfu/L溶液接種硫酸鹽還原菌，在溫度為42-50℃下，進(jìn)行厭氧發(fā)酵至pH為9-10。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明利用活性炭進(jìn)行簡單清洗，除去粉塵及易吸附顆粒，結(jié)合氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液的催化性和氧化性并結(jié)合溫度、攪拌轉(zhuǎn)速及時間控制，其中，攪拌轉(zhuǎn)速有利于改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，溫度的控制使得發(fā)酵母液在不失活性的情況下，有利于化學(xué)平衡的正向運(yùn)行，使得Fe2+氧化生成Fe3+，并使廢液中的硫生成硫酸根，通過緩沖溶液和反應(yīng)條件控制，使得鐵離子、鋅離子析出，再結(jié)合硫酸鹽還原菌， 使得硫酸根還原成S2-，結(jié)合反應(yīng)參數(shù)的控制，隨著COD的濃度梯度下，依次析出鉛、銅，通過傳統(tǒng)的廢液檢測方法，對實施例中處理前后的硫礦廢水進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)，鐵的平均去除率為93％以上，銅的平均去除率為99％以上，鋅的平均去除率為99％以上，鉛的平均去除率為90％以上，堪比微生物法的去除率，遠(yuǎn)勝中和法去除率，其中，中和法的鐵、銅、鋅、鉛的平均去除率均約為62％，由此得出：本發(fā)明具有重金屬分離率高且可單獨分離，易回收，成本低，無污染的優(yōu)點。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施方式來對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定，但要求保護(hù)的范圍不僅局限于所作的描述。
實施例1
一種發(fā)酵母液處理硫礦廢水的方法，其步驟為：
(1)在礦山廢水中加入活性炭進(jìn)行攪拌0.5-1h，攪拌轉(zhuǎn)速為60-120r/min，過濾，獲得顆粒物沉淀和液體；
(2)將步驟(1)的液體轉(zhuǎn)入鋪設(shè)水稻秸稈的沉淀池中，升溫至30-60℃，加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液進(jìn)行攪拌3-8h，攪拌轉(zhuǎn)速為30-60r/min，靜置5-10h后，加入濃度為20-30％的緩沖溶液進(jìn)行攪拌20-40min后，過濾，獲得氫氧化鐵膠體和濾液；
(3)調(diào)整濾液溫度為50℃時，加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，密封靜置至COD濃度為3.0g/L，過濾，獲得PbS，再密封靜置至COD濃度為1.5g/L，過濾，獲得CuS和偏鋁酸鹽液體。
所述的加入活性炭，加入量為礦山廢水體積的0.1。
所述的加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/15。
所述的氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將清水、占清水量1-2％的紅糖、占清水量0.03％的尿素混合均勻制成培養(yǎng)液，再按108 cfu/L溶液接種氧化亞鐵硫桿菌，在溫度為30℃下，進(jìn)行好氧發(fā)酵9天。
所述的加入緩沖溶液，加入量為礦山廢水體積的1/20。
所述的緩沖溶液為氨水、磷酸二氫銨按體積比為5:1混合制成。
所述的加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/15。
所述的硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將瓊脂和石蠟按重量比為6:1進(jìn)行熔融后，用清水稀釋至75％，按108 cfu/L溶液接種硫酸鹽還原菌，在溫度為50℃下，進(jìn)行厭氧發(fā)酵至pH為9.8。
實施例2
一種發(fā)酵母液處理硫礦廢水的方法，其步驟為：
(1)在礦山廢水中加入活性炭進(jìn)行攪拌0.9h，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min，過濾，獲得顆粒物沉淀和液體；
(2)將步驟(1)的液體轉(zhuǎn)入鋪設(shè)水稻秸稈的沉淀池中，升溫至50℃，加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液進(jìn)行攪拌5h，攪拌轉(zhuǎn)速為55r/min，靜置8h后，加入濃度為25％的緩沖溶液進(jìn)行攪拌35min后，過濾，獲得氫氧化鐵膠體和濾液；
(3)調(diào)整濾液溫度為44℃時，加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，密封靜置至COD濃度為2.8g/L，過濾，獲得PbS，再密封靜置至COD濃度為1.3g/L，過濾，獲得CuS和偏鋁酸鹽液體。
所述的加入活性炭，加入量為礦山廢水體積的0.2。
所述的加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/15。
所述的氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將清水、占清水量2％的紅糖、占清水量0.02％的尿素混合均勻制成培養(yǎng)液，再按108 cfu/L溶液接種氧化亞鐵硫桿菌，在溫度為45℃下，進(jìn)行好氧發(fā)酵7天。
所述的加入緩沖溶液，加入量為礦山廢水體積的1/19。
所述的緩沖溶液為氨水、磷酸二氫銨按體積比為5:1混合制成。
所述的加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/13。
所述的硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將瓊脂和石蠟按重量比為6:1進(jìn)行熔融后，用清水稀釋至80％，按108 cfu/L溶液接種硫酸鹽還原菌，在溫度 為44℃下，進(jìn)行厭氧發(fā)酵至pH為9.5。
實施例3
一種發(fā)酵母液處理硫礦廢水的方法，其步驟為：
(1)在礦山廢水中加入活性炭進(jìn)行攪拌0.4h，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min，過濾，獲得顆粒物沉淀和液體；
(2)將步驟(1)的液體轉(zhuǎn)入鋪設(shè)水稻秸稈的沉淀池中，升溫至65℃，加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液進(jìn)行攪拌3-8h，攪拌轉(zhuǎn)速為40r/min，靜置8h后，加入濃度為30％的緩沖溶液進(jìn)行攪拌38min后，過濾，獲得氫氧化鐵膠體和濾液；
(3)調(diào)整濾液溫度為42℃時，加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，密封靜置至COD濃度為3.0g/L，過濾，獲得PbS，再密封靜置至COD濃度為1.6g/L，過濾，獲得CuS和偏鋁酸鹽液體。
所述的加入活性炭，加入量為礦山廢水體積的0.08。
所述的加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/18。
所述的氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將清水、占清水量1.2％的紅糖、占清水量0.01％的尿素混合均勻制成培養(yǎng)液，再按108 cfu/L溶液接種氧化亞鐵硫桿菌，在溫度為48℃下，進(jìn)行好氧發(fā)酵7天。
所述的加入緩沖溶液，加入量為礦山廢水體積的1/19。
所述的緩沖溶液為氨水、磷酸二氫銨按體積比為5:1混合制成。
所述的加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/15。
所述的硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將瓊脂和石蠟按重量比為5:1進(jìn)行熔融后，用清水稀釋至75％，按108 cfu/L溶液接種硫酸鹽還原菌，在溫度為42℃下，進(jìn)行厭氧發(fā)酵至pH為10。
實施例4
一種發(fā)酵母液處理硫礦廢水的方法，其步驟為：
(1)在礦山廢水中加入活性炭進(jìn)行攪拌0.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min，過濾， 獲得顆粒物沉淀和液體；
(2)將步驟(1)的液體轉(zhuǎn)入鋪設(shè)水稻秸稈的沉淀池中，升溫至35℃，加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液進(jìn)行攪拌4h，攪拌轉(zhuǎn)速為35r/min，靜置6h后，加入濃度為25％的緩沖溶液進(jìn)行攪拌25min后，過濾，獲得氫氧化鐵膠體和濾液；
(3)調(diào)整濾液溫度為52℃時，加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，密封靜置至COD濃度為2.9g/L，過濾，獲得PbS，再密封靜置至COD濃度為1.5g/L，過濾，獲得CuS和偏鋁酸鹽液體。
所述的加入活性炭，加入量為礦山廢水體積的0.23。
所述的加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/16。
所述的氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將清水、占清水量2％的紅糖、占清水量0.3％的尿素混合均勻制成培養(yǎng)液，再按108 cfu/L溶液接種氧化亞鐵硫桿菌，在溫度為52℃下，進(jìn)行好氧發(fā)酵9天。
所述的加入緩沖溶液，加入量為礦山廢水體積的1/20。
所述的緩沖溶液為氨水、磷酸二氫銨按體積比為5:1混合制成。
所述的加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/12。
所述的硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將瓊脂和石蠟按重量比為3:1進(jìn)行熔融后，用清水稀釋至72％，按108 cfu/L溶液接種硫酸鹽還原菌，在溫度為52℃下，進(jìn)行厭氧發(fā)酵至pH為10。
實施例5
一種發(fā)酵母液處理硫礦廢水的方法，其步驟為：
(1)在礦山廢水中加入活性炭進(jìn)行攪拌0.6h，攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min，過濾，獲得顆粒物沉淀和液體；
(2)將步驟(1)的液體轉(zhuǎn)入鋪設(shè)水稻秸稈的沉淀池中，升溫至57℃，加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液進(jìn)行攪拌5h，攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min，靜置7h后，加入濃度為28％的緩沖溶液進(jìn)行攪拌32min后，過濾，獲得氫氧化鐵膠體和濾液；
(3)調(diào)整濾液溫度為45℃時，加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，密封靜置至COD濃度為3.0g/L，過濾，獲得PbS，再密封靜置至COD濃度為1.4g/L，過濾，獲得CuS和偏鋁酸鹽液體。
所述的加入活性炭，加入量為礦山廢水體積的0.1。
所述的加入氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/21。
所述的氧化亞鐵硫桿菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將清水、占清水量1.5％的紅糖、占清水量0.02％的尿素混合均勻制成培養(yǎng)液，再按108 cfu/L溶液接種氧化亞鐵硫桿菌，在溫度為43℃下，進(jìn)行好氧發(fā)酵9天。
所述的加入緩沖溶液，加入量為礦山廢水體積的1/18。
所述的緩沖溶液為氨水、磷酸二氫銨按體積比為5:1混合制成。
所述的加入硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，加入量為礦山廢水體積的1/9。
所述的硫酸鹽還原菌發(fā)酵母液，其制備方法為：將瓊脂和石蠟按重量比為1:1進(jìn)行熔融后，用清水稀釋至83％，按108 cfu/L溶液接種硫酸鹽還原菌，在溫度為45℃下，進(jìn)行厭氧發(fā)酵至pH為11。