[发明专利]矿山含铜酸性废水处理与资源化的方法及装置

摘要

本发明涉及种矿山含铜酸性废水处理与资源化的方法及装置，方法是将硐坑水、萃余液两种废水按一定体积比例混合，形成具混合酸性废水；使用组合药剂对混合酸性废水中的有价重金属进行分步沉淀处理，实现中和渣减量化并回收铜；利用化学沉淀与硫酸盐还原菌代谢过程产生的硫化氢协同回收酸性废水中的铜；利用生化法产生的有机污泥制成复合肥料回用于矿山复垦绿化。用于实现该方法的装置是增加硫化氢循环与吸收设备，通过优化反应装置结构与优选生物反应器组合填料，提高了硫酸盐还原菌对SO42‑的转化效率并实现了对硫化氢的多重循环利用，本发明具有采用的工艺对环境友好，对矿山工况具有良好的普适性，实现对酸性废水的铜回收率≥92％，中和渣减量化≥70％，能够有效降低尾矿库容压力等优点。

主权项

一种矿山含铜酸性废水处理与资源化的方法，其特征在于采用气体自循环反应、生物处理法、化学沉淀法三者协同的强化方式，它包括如下顺序工艺步骤和条件：A.混合：将酸性矿坑水(a)与萃余液(b)在一号混合池(1)中按体积比5～20：1混合稀释，控制混合废水(i)组分Fe≤5g/L、Al≤0.5g/L、Cond≤10000μs/cm、Cu2+＝200～600mg/L、SO42‑≤5000mg/L；B.沉淀：对混合废水进行两阶段沉淀，第一阶段沉淀，将混合废水(i)入2#曝气搅拌沉淀，投加提高碱度的氢氧化钠(c)与辅助沉降的氢氧化钙(d)组合药剂，用量分别为5～15kg/t与0.1～1kg/t，同时通过自吸式搅拌器(19)的转动引入空气(g)进行混合曝气搅拌，控制反应条件pH≤3.0～4.0,水力停留时间30～60min，反应后的渣浆停留30～60min进行重力沉降，分出曝气上清液(j)和含Fe沉淀(k)，将含Fe沉淀(k)泵送至浓密6#处理，得脱水含Fe中和渣(l)和上清液一(m)；第二阶段沉淀，对曝气上清液(j)溢流至3#曝气搅拌，按[S2‑]:[Cu2+]＝0.1～1:1比例投加硫化钠(e)进行硫化沉淀反应，反应10～25min，产生硫化铜沉淀，再将反应后溢流搅拌沉淀30～60min，按10mg/L投加阴离子型絮凝剂(g)进行重力沉降，得含铜沉淀(o)，将含铜沉淀(o)泵送至浓密7#处理，得脱水含铜中和渣(p)和上清液二(n)，将上清液一(m)和上清液二(n)并入调节待用；C.生化：先向调节待用上清液一(m)和上清液二(n)投加氢氧化钠(c)，控制pH＝6.0～7.0、TDS≤10000μs/cm、SO42‑≤4000mg/L，然后采用下进上出的方法将其泵入加有反应柱填料(f)的SRB反应柱(10)内进行SRB反应，控制SRB处理废水过程条件污泥浓度5000～10000ppm、ORP＝‑150～‑20mv、回流比1～2，SRB还原过程产生的硫化氢(h)入H2S缓冲收储，再经气液循环泵(16)泵回步骤B的3#曝气搅拌参与硫化沉淀反应，SRB反应的SRB出水(s)进入微氧曝气，控制溶解氧浓度≤0.1～0.2mg/l，残余S2‑在微氧作用下生成S单质沉淀(t)加以回收，处理后液(u)再进行A/A/O反应，对COD进行生物降解与紫外线消毒，得净水(v)和污泥(w)，净水(v)达标排放，对污泥(w)进行复合处理，按5～10份污泥(w)掺入1份膨润土(x)进行保湿固化复合处理，混匀并陈化12～24h即为复合肥(y)，可就近用于矿区复垦绿化。