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一種基于鐵氧化細菌的光催化半導(dǎo)體硫化礦降解選礦廢水殘余藥劑的方法與流程

文檔序號:11701798閱讀:245來源:國知局

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于鐵氧化細菌的光催化半導(dǎo)體硫化礦降解選礦廢水殘余藥劑的方法。



背景技術(shù):

礦山廢水含有大量的浮選藥劑(如捕收劑、起泡劑、抑制劑和調(diào)整劑等),這類物質(zhì)極難降解,排放到環(huán)境中對附近的地下水、河流、耕地等易造成潛在的長期性污染,直接回用后影響導(dǎo)致精礦跑槽,產(chǎn)率增加,品位下降。為了治理礦山廢水,研究者們探索了大量的研究方法,這些方法主要有物理、化學(xué)、生物、人工濕地等方法。雖然這些方法都取得了一定的效果,但是各自都存在著不足,制約了其發(fā)展。物理法工藝簡單,處理效果好,但其主要是將污染物轉(zhuǎn)移,不能使其徹底降解;化學(xué)方法中沉淀法、臭氧氧化成本較高,芬頓方法則會造成二次污染,漂白粉氧化只適應(yīng)于低濃度浮選藥劑的處理;生物法降解不僅對環(huán)境友好,經(jīng)濟節(jié)約且對低濃度的黃藥廢水處理有較好的效果,但是生物法處理需要時間長,對黃藥的降解并不徹底,且處理過程中產(chǎn)生的cs2不能繼續(xù)被微生物利用而有可能轉(zhuǎn)化為其他微生物難以降解的物質(zhì)造成二次污染;人工濕地法占地面積大,廢水運輸難度大,處理周期長,也難以滿足要求。

因此,探尋其它先進有效、成本較低的處理技術(shù)來處理選礦廢水則顯得尤為重要。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于克服上述原有技術(shù)的不足,發(fā)明了一種基于鐵氧化細菌的光催化半導(dǎo)體硫化礦降解選礦廢水殘余藥劑的方法,此方法成本低廉,且對環(huán)境無二次污染,能明顯降低選礦廢水的cod值。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:

一種基于鐵氧化細菌的光催化半導(dǎo)體硫化礦降解選礦廢水的方法,包括以下步驟:

(1)將所述的鐵氧化細菌先在添加了選礦藥劑的培養(yǎng)基中進行馴化,直至鐵氧化細菌能夠耐受以完成馴化,并接種至生物反應(yīng)器中;

(2)將選礦廢水加酸進行預(yù)調(diào)至ph值為2~5;

(3)利用廢水泵將預(yù)調(diào)廢水泵入到步驟(1)中的生物反應(yīng)器中;

(4)在可見光照射存在的條件下對廢水殘余藥劑進行處理;

(5)將cod值達標的廢水通入到沉淀池,加堿溶液,調(diào)ph值為6~9,除去沉淀,得到凈化水可安全排放或二次回收利用;

所述步驟(1)或(3)中完成馴化的鐵氧化細菌再經(jīng)活化后接種于生物反應(yīng)器中,培養(yǎng)至細胞濃度為10^8至10^9cells/ml。

優(yōu)選地,所述步驟(2)或(4)中調(diào)節(jié)選礦廢水ph值的酸溶液為h2so4、hcl的一種或兩種混合,,堿溶液為naoh、nahco3中的一種或兩者混合。優(yōu)選地,所述步驟(3)中的生物反應(yīng)器溫度25~40℃,光照強度為3000~8500lux。

上述的方法,優(yōu)選地,所述半導(dǎo)體硫化礦物選自黃銅礦、黃鐵礦、或斑銅礦。

上述的方法,優(yōu)選地,所述的鐵氧化細菌選自氧化亞鐵硫桿菌、嗜鐵鉤端螺旋菌、氧化亞鐵微螺菌、鐵桿菌、硫桿菌類型嗜熱鐵氧化菌其中的一種或混合菌群;所述的選礦藥劑包括選自捕收劑黃藥、黑藥、乙硫氮,和選自起泡劑松醇油、油酸。

上述的方法,優(yōu)選地,步驟(1)中的生物反應(yīng)器溫度25~40℃,光照強度為3000~8500lux。

本發(fā)明具有以下有益效果:

本發(fā)明提供了一種能顯著降低選礦廢水cod值的方法,具有如下特點:本發(fā)明利用尾礦的半導(dǎo)體性質(zhì),采用細菌介導(dǎo)光催化降解浮選藥劑。半導(dǎo)體硫化礦經(jīng)光催化可產(chǎn)生氧化性的光生空穴與還原性的光生電子,選礦藥劑被氧化性光生空穴氧化分解,以達到降低選礦廢水cod值的目的。鐵氧化細菌能夠浸出硫化礦中fe2+并將其氧化為fe3+,fe3+能促進選礦藥劑氧化分解,且能夠與還原性的光生電子作用并被還原為fe2+,從而減少光生電子-空穴對的復(fù)合,增加氧化性光生空穴降解選礦藥劑的效率。本發(fā)明方法中光催化劑來源廣,成本低,尾礦得到了二次利用,具有設(shè)備簡單,經(jīng)濟節(jié)約,無二次污染,環(huán)保等優(yōu)點,并且使得選礦廢水的cod含量顯著下降,其下降率最高可達到98.2%,為選礦廢水殘余藥劑的處理提供了一個新的途徑,因此本發(fā)明具有很好的實用性。本發(fā)明以期達到社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益完美協(xié)調(diào),可在礦業(yè)廢水處理中推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的基于鐵氧化細菌的光催化半導(dǎo)體硫化礦降解選礦廢水的方法實例的工藝流程圖。

具體實施方式

以下實施實施方式旨在說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案與優(yōu)點,而不是對本發(fā)明的限定。在該技術(shù)思路的條件下做適當模擬與推演,都應(yīng)作為本發(fā)明提交的權(quán)利要求書所確定的保護范圍。

實施例1

本實施例所述方法主要按以下步驟進行:

某選礦廢水初始ph值為6.7,cod值為683.8mg/l,將廢水輸入到預(yù)處理池,用工業(yè)濃硫酸調(diào)ph值至4,預(yù)處理后的廢水經(jīng)廢水泵泵入到內(nèi)壁裝有光照設(shè)施的的生物反應(yīng)器中,光照強度為8500lux,開啟反應(yīng)器內(nèi)的攪拌器,反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30℃,在此條件下進行廢水殘余藥劑的處理;取樣檢測處理后廢水的cod值,經(jīng)分析處理后廢水cod值降低為21.7mg/l,將處理后廢水流入到沉淀池,加naoh調(diào)ph至6,靜置沉淀后排出上清液。

實施例2

本實施例所述方法主要按一下步驟進行:

某選礦廢水初始ph值為7.2,cod值為952.7mg/l,將廢水輸入到預(yù)處理池,用工業(yè)濃硫酸調(diào)ph值至4,預(yù)處理后的廢水經(jīng)廢水泵泵入到內(nèi)壁裝有光照設(shè)施的的生物反應(yīng)器中,光照強度為8500lux,開啟反應(yīng)器內(nèi)的攪拌器,反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30℃,在此條件下進行廢水殘余藥劑的處理;取樣檢測處理后廢水的cod值,經(jīng)分析處理后廢水cod值為16.3mg/l,將處理后廢水流入到沉淀池,加naoh調(diào)ph至6,靜置沉淀后排出上清液。



技術(shù)特征:

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于鐵氧化細菌的光催化半導(dǎo)體硫化礦降解選礦廢水殘余藥劑的方法。半導(dǎo)體硫化礦經(jīng)可見光照射可催化產(chǎn)生光生電子與光生空穴,選礦廢水中的殘余藥劑能被光生空穴氧化分解,達到降低廢水COD值的目的。鐵氧化細菌能夠?qū)⒘蚧V中Fe2+氧化為Fe3+,光生電子與Fe3+作用將其還原為Fe2+,從而減少光生電子與光生空穴的復(fù)合,增加光生空穴氧化分解選礦藥劑的效率,能顯著下降COD值,其下降率最高可達到98.2?%。本發(fā)明方法所需儀器設(shè)備簡單,能增加尾礦的二次利用,為選礦廢水殘余藥劑的處理提供了一個新的途徑。

技術(shù)研發(fā)人員:陳偉;朱建裕;陳代雄;魏黨生;雷攀;鐘炯;黃健;楊寶軍;王兵;肖駿
受保護的技術(shù)使用者:湖南有色金屬研究院
技術(shù)研發(fā)日:2017.02.17
技術(shù)公布日:2017.07.18
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