[发明专利]一种生物炭基滤床装置及处理酸性重金属废水的方法

说明书

本发明涉及一种生物炭基滤床装置及处理酸性重金属废水的方法，该装置包括生物滤床处理池（4）；所述的生物滤床处理池（4）设置为一筒体，在生物滤床处理池（4）内设置有重金属反应沉淀区（7）、带孔耐酸有机板（8）、填料层；重金属反应沉淀区（7）设置在生物滤床处理池（4）的底部；带孔耐酸有机板（8）设置在重金属反应沉淀区（7）和填料层之间；填料层由下至上依次设置为砾石填料层（9）、生物炭填料层（10）、有机物料填料层（11）。本发明能中和废水酸性，对重金属离子、硫酸盐等污染物质具有良好的去除效果，占地面积小，建设及运行成本低、操作管理简便，滤床透水性能好，能有效减轻重金属对滤床系统的毒害作用，并实现对重金属的回收利用。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域；尤其涉及一种处理酸性重金属废水的生物炭基滤床装置结构及方法技术领域。

背景技术

在矿石开采和冶炼过程中，硫化矿在风化、雨水及地表水浸泡、微生物的催化氧化等作用下其所含的金属离子和硫化物溶出形成酸性重金属废水。酸性重金属废水具有重金属离子及硫酸盐浓度高、pH值低、毒性较大、不易生物处理且易于在生物体内积累并随食物链放大等特点。若不对其进行有效处理而直接排放到周边环境中，会对污染源周边生态系统和人类健康造成极大的危害。

生物滤床是一种常见的污水生物处理技术，其系统中的填料、微生物通过物理、化学及生化反应的协同作用去除污染物质。因其具有操作运行灵活简便、成本低、适宜于偏远地区使用、抗冲击负荷能力强等优点，被广泛运用于包括重金属废水在内的各种废水的处理中。其对重金属的去除途径包括基质的吸附过滤截留及微生物的转化、沉淀等作用。

尽管如此，利用生物滤床系统处理酸性重金属废水仍然存在若干待解决的问题。酸性重金属废水中的有机物质含量和酸性很低，这抑制了硫酸盐还原菌的作用，使得系统对硫酸盐和重金属的去除效果不佳。为此，有机物料常被添加至生物滤床中以提高其处理效果，石灰类物质常被添加以中和废水的酸性。然而，这些方法仍存在诸多问题，如废水中的重金属离子及系统运行一段时间后累积的金属沉淀物会对滤床中的微生物产生毒害作用，从而严重影响系统处理效果；添加的石灰类物质也会抑制系统中微生物的生长和繁殖；经处理后的大部分重金属滞留在生物滤床中堵塞污染滤床，使滤床的透水性能降低，且使得重金属无法回收，造成了一定的资源浪费。传统的滤床填料如河沙、碎石等对污染物的吸附性能较差，无法营造适宜于微生物生长的良好微环境，使得滤床系统的处理效能较差，所需占地面积较大。如何缓解酸性重金属废水对滤床生态系统的毒害作用，有效提高生物滤床对酸性重金属废水的处理效果，保证生物滤床系统高效稳定运行并实现对金属资源的回收仍然是一个有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述应用生物滤床系统处理酸性重金属废水过程中存在的问题，提供一种处理酸性重金属废水的生物炭基滤床装置及其使用方法。应用该装置可以以较小的占地面积实现重金属沉淀和微生物硫酸盐还原作用的分离，提高对酸性重金属废水的处理效率，提升处理装置的可持续运行能力，且可实现重金属的回收利用。

本发明采用如下技术方案实现。

一种处理酸性重金属废水的生物炭基滤床装置，本发明该装置包括生物滤床处理池；所述的生物滤床处理池设置为一筒体，在生物滤床处理池内设置有重金属反应沉淀区、带孔耐酸有机板、填料层；重金属反应沉淀区设置在生物滤床处理池的底部；带孔耐酸有机板设置在重金属反应沉淀区和填料层之间；填料层由下至上依次设置为砾石填料层、生物炭填料层、有机物料填料层。

进一步为，本发明该装置还包括滤床排泥管；所述的滤床排泥管插设在重金属反应沉淀区内与之连接；滤床排泥管上设置有污泥泵。

进一步为，本发明该装置还包括调节池，在所述的调节池底部设置有第一出水口，设置有滤床进水管的一端与第一出水口密封连接；生物滤床处理池底部的重金属反应沉淀区侧壁设置有第一进水口，滤床进水管的另一端与第一进水口密封连接；在滤床进水管上连接设置有流量计和流量控制阀。