[发明专利]一种利用酸性矿山废水去除废水中磷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水除磷的处理方法，更具体地说是，本发明涉及一种利用酸性矿山废水去除废水中磷的方法。

背景技术

富营养化是当今世界面临的主要水污染问题之一。水体富营养化引起藻类以及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化，加速湖泊的衰亡过程。研究表明，多数水体富营养化的主要因素之一是磷。富营养化水体中磷的来源主要包括外部（农业施肥、含磷工业废水不达标排放等）进入水体的磷，以及水体内部自身底泥沉积物释放出的磷。其中，外源污染是磷的主要来源，湖泊、水库、河流中的磷80%来自于污水排放。因此，污水除磷技术的研究和应用就具有重要的意义。

目前，污水的除磷技术主要分为生物除磷和化学除磷两大类。与化学法除磷相比，尽管生物法具有无需投加药剂、运行费用省、污泥产量小的优点，但在实际运行过程中，生物除磷技术也存在着缺点——对废水组分的过度依赖(主要取决于可获得的有机碳化合物的数量和质量)； 稳定性和灵活性较差；污泥处理工艺中存在磷的释放造成二次污染，这导致了生物除磷的水很难达到国家污水排放标准的要求，因此需要增加化学除磷。

化学法除磷是用化学试剂与废水中的磷反应生成难溶于水的沉淀来实现除磷的方法。可以有效除磷的金属离子有：钙、铁、铝、镁等，通常使用的3种类型沉淀剂为铁盐、铝盐、石灰。例如，铁盐是常用的除磷试剂之一，当加入Fe²⁺去除水中的磷生成磷酸盐沉淀时，会有以下伴生反应，反应产物具有絮凝作用：生成铁的磷酸盐[Fe(PO₄)_x(OH)_3-x]沉淀；部分胶体状的氧化物或氢氧化物表面上吸附磷酸盐；多核氢氧化铁（Ⅲ）悬浮体的作用，生成不溶于水的金属聚合物；上述过程的聚合作用能促使水中磷酸盐浓度降低。但化学除磷法普遍存在试剂消耗量大、处理费用高的问题。

AMD是指硫化矿物在开采、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，并且其产物与水化合形成硫酸而产生的酸性废水。酸性矿山废水中硫酸盐的质量浓度较高，废水呈现较强的酸性，pH值一般在4.5～6.5之间，有的低至2.0左右；含有铜、铁、锌、铝、锰、镍、铅、铬、砷等重金属，有机物浓度低。酸性矿山废水若不经处理任意排放就会造成大面积的酸污染和重金属污染，它能够腐蚀管道、水泵、钢轨等矿井设备和混凝土结构，还危害人体健康。目前，国内外对AMD的处理主要是利用石灰等中和剂中和，在去除AMD中的氢离子和铁铝等金属离子的同时也形成了含水率高、难处理的固体废渣。

另一方面，利用AMD水质特征，将其作为混凝剂应用于污水除磷、除悬浮物等领域，不仅可以尽量降低AMD对周围环境的伤害，而且可以极大程度的削减污水和AMD自身的处理费用。国内外主要是从防止和减少其形成的源头及控制其迁移污染的末端治理这两个方面来解决其造成的各种危害，但由于AMD水质特征的复杂性和其本身的污染性，还没有见到将AMD作为污水处理混凝剂的报道。

中国专利申请号201110231732.8，公开日2012年01月11日，公开了一种酸性矿山废水处理及废水中铁、铝、铜、锌的资源化回收系统，其系统由除铁系统、除铝系统、除铜系统、除锌系统、1#沉淀池、2#沉淀池顺次连接而成，基于金属离子在不同pH值下沉淀的差异性，结合铜与锌与含硫有机螯合剂反应的溶度积(ksp)不同，采用分段沉淀法,对铁、铝、铜、锌等进行了有效分离，实现了资源的回收利用，消除了废渣带来二次污染的隐患，处理废水达到回用标准，直接进入选矿生产水池回用。但是该方法程序复杂，处理的成本较高，而且仅仅是对酸性矿山废水的处理，并没有将酸性矿山废水进行利用。

中国专利申请号200910044501.9，公开日2010年05月21日，公开了一种酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法，该发明采用机械活化硫铁矿吸附，氧化沉淀以及中和沉淀处理酸性矿山废水，使废水中锌、铁、锰得到分离与回收。在酸性矿山废水中按液固比为100∶1～100∶25加入机械活化硫铁矿，反应后过滤，得到除锌废水。在除锌废水中加碱调节pH值为2～10，通空气或氧气搅拌反应0.5h-8h后过滤，得到除铁废水和铁渣。在除铁废水中加碱调节pH值为10～14，反应后过滤得到除锰废水和锰渣。除锰废水采用酸调节pH值为6～9后达标排放。该发明中酸性矿山废水中锌、铁、锰得到分离与回收，并经过调节废水pH值后达标排放，实现了酸性矿山废水资源化及无害化。但是该专利也是成本较高，没有将废水进行有效地利用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题