本发明涉及矿石废水处理技术,具体涉及一种从矿石废水中提取砷的方法。
背景技术:
人类对矿产资源的需求日益增长的时候,矿产资源开采及加工过程中产生的废水也随之增加,由于该废水中砷含量较高,若治理不善,将造成水体或土质砷污染,进而不利于人体健康,甚至造成砷中毒,因此矿山废水中去除砷的问题成为环保领域的重大研究课题。
从矿山废水中提取砷的方法,通常有中和法,一般是向废水中加碱,利用中和反应原理,使得废水中部分有害离子以沉淀物析出,进而降低废水中离子的含量,但该法用碱量要求大,若用碱过小,金属物质不能完全沉淀,若用碱过量,又造成碱污染,除此之外,沉淀物难以再利用,并存在二次污染风险。
近年来,生物法治理矿山废水成为国内外科研人员研究的新课题,其中,专利号为200910038782.7的《一种处理酸性矿山废水的方法》公开了一种利用柠檬酸杆菌与矿山废水进行厌氧反应,流程简单,全程无污染,砷提取率高,但其柠檬酸杆菌的氧敏感度高,易失活,进而造成资源浪费和经济投入。
基于此背景下,本发明为矿山废水中提取砷的方法提供一种新思路。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种低资源消耗、低成本、低污染,并且矿石废水中砷去除效果好的处理方法。
具体通过以下技术方案得以实现的:
一种从矿石废水中提取砷的方法,其方法为:在矿石废水中加入预处理剂进行搅拌0.5-1h,搅拌转速为60-120r/min,静置3-4h后,将其经紫外照射10-15min, 将其升温至43-50℃,加入异化砷还原菌发酵液,密封发酵10天,过滤,获得固形物与滤液。
所述的预处理剂,其与矿石废水的重量体积比为1:5-7。
所述的预处理剂,其原料按重量份计为:3-7份玉米渣、5-7份蔗渣、1-3份花生皮、6-13份柚子皮、0.01-0.05份玻尿酸。
所述预处理剂的制备方法为:将玉米渣、蔗渣、花生皮、柚子皮进行活化处理20-50min,加入玻尿酸,维持温度为10-16℃下,养护1-2天,待用。
所述的紫外光照射,其波长为0.2-0.3μm。
所述的异化砷还原菌发酵液,其与矿石废水的体积比为1:8-13。
所述的异化砷还原菌发酵液,其制备方法为:将清水、占清水量6-8%的红糖、占清水量0.08-0.12%的石膏和占清水量1-2%的木屑混合均匀制成培养液,再按107cfu/L溶液接种异化砷还原菌,在温度为5-13℃下,曝气发酵6-9天。
本发明的有益效果
本发明利用农作物渣与矿石废水进行反应,并结合搅拌速度的控制,使得废水中离子结构受到破坏,孔隙率提高,并且农作物渣释放出营养物质,为异化砷还原菌发酵液提供充分碳、氮等营养元素,并且为提升异化砷还原菌的驯化能力提供所需的纤维素等营养物质,进而提高异化砷还原菌对砷毒性的耐受性;再利用紫外光照射,使得物料受到激发,进而为砷离子的跃迁提供能量,再配合异化砷还原菌发酵液的生化作用及生化反应温度,使得一部分砷离子还原成砷单质,另一部分砷离子与重金属发生络合反应;通过荧光光谱分析仪对砷进行分析,得:砷提取率达95%以上,比传统中和法约高出1.5倍,综上说明:本发明去除砷的同时,也消除了重金属对水质的污染,并且砷提取率,污染小、能耗小。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保 护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种从矿石废水中提取砷的方法,其方法为:在矿石废水中加入预处理剂进行搅拌0.8h,搅拌转速为70r/min,静置3.5h后,将其经紫外照射10min,将其升温至43℃,加入异化砷还原菌发酵液,密封发酵10天,过滤,获得固形物与滤液。
所述的预处理剂,其与矿石废水的重量体积比为1:5。
所述的预处理剂,其原料按重量计为:7kg玉米渣、6kg蔗渣、1kg花生皮、8kg柚子皮、0.05kg玻尿酸。
所述预处理剂的制备方法为:将玉米渣、蔗渣、花生皮、柚子皮进行活化处理38min,加入玻尿酸,维持温度为11℃下,养护1天,待用。
所述的紫外光照射,其波长为0.25μm。
所述的异化砷还原菌发酵液,其与矿石废水的体积比为1:11。
所述的异化砷还原菌发酵液,其制备方法为:将清水、占清水量6.5%的红糖、占清水量0.1%的石膏和占清水量1.2%的木屑混合均匀制成培养液,再按107cfu/L溶液接种异化砷还原菌,在温度为7℃下,曝气发酵6天。
实施例2
一种从矿石废水中提取砷的方法,其方法为:在矿石废水中加入预处理剂进行搅拌0.6h,搅拌转速为100r/min,静置4h后,将其经紫外照射14min,将其升温至45℃,加入异化砷还原菌发酵液,密封发酵10天,过滤,获得固形物与滤液。
所述的预处理剂,其与矿石废水的重量体积比为1:6。
所述的预处理剂,其原料按重量计为:3kg玉米渣、7kg蔗渣、2kg花生皮、10kg柚子皮、0.03kg玻尿酸。
所述预处理剂的制备方法为:将玉米渣、蔗渣、花生皮、柚子皮进行活化处 理50min,加入玻尿酸,维持温度为15℃下,养护2天,待用。
所述的紫外光照射,其波长为0.28μm。
所述的异化砷还原菌发酵液,其与矿石废水的体积比为1:13。
所述的异化砷还原菌发酵液,其制备方法为:将清水、占清水量8%的红糖、占清水量0.09%的石膏和占清水量2%的木屑混合均匀制成培养液,再按107cfu/L溶液接种异化砷还原菌,在温度为7℃下,曝气发酵9天。
实施例3
一种从矿石废水中提取砷的方法,其方法为:在矿石废水中加入预处理剂进行搅拌0.5h,搅拌转速为60r/min,静置3h后,将其经紫外照射16min,将其升温至48℃,加入异化砷还原菌发酵液,密封发酵10天,过滤,获得固形物与滤液。
所述的预处理剂,其与矿石废水的重量体积比为1:7。
所述的预处理剂,其原料按重量计为:8kg玉米渣、5kg蔗渣、1.5kg花生皮、12kg柚子皮、0.06kg玻尿酸。
所述预处理剂的制备方法为:将玉米渣、蔗渣、花生皮、柚子皮进行活化处理23min,加入玻尿酸,维持温度为9℃下,养护2天,待用。
所述的紫外光照射,其波长为0.3μm。
所述的异化砷还原菌发酵液,其与矿石废水的体积比为1:13。
所述的异化砷还原菌发酵液,其制备方法为:将清水、占清水量10%的红糖、占清水量0.08%的石膏和占清水量1.8%的木屑混合均匀制成培养液,再按107cfu/L溶液接种异化砷还原菌,在温度为4℃下,曝气发酵7天。
实施例4
一种从矿石废水中提取砷的方法,其方法为:在矿石废水中加经预处理剂进行搅拌0.7h,搅拌转速为120r/min,静置3h后,将其经紫外照射8min,将其升温 至51℃,加入异化砷还原菌发酵液,密封发酵10天,过滤,获得固形物与滤液。
所述的预处理剂,其与矿石废水的重量体积比为1:8。
所述的预处理剂,其原料按重量计为:5kg玉米渣、5kg蔗渣、4kg份花生皮、8kg柚子皮、0.009kg玻尿酸。
所述的预处理剂的制备方法为:将玉米渣、蔗渣、花生皮、柚子皮进行活化处理50min,加入玻尿酸,维持温度为16℃下,养护2天,待用。
所述的紫外光照射,其波长为0.19μm。
所述的异化砷还原菌发酵液,其与矿石废水的体积比为1:10。
所述的异化砷还原菌发酵液,其制备方法为:将清水、占清水量7%的红糖、占清水量0.07%的石膏和占清水量1.5%的木屑混合均匀制成培养液,再按107cfu/L溶液接种异化砷还原菌,在温度为13℃下,曝气发酵8天。
实施例5
一种从矿石废水中提取砷的方法,其方法为:在矿石废水中加入预处理剂进行搅拌0.8h,搅拌转速为100r/min,静置3.5h后,将其经紫外照射12min,将其升温至47℃,加入异化砷还原菌发酵液,密封发酵10天,过滤,获得固形物与滤液。
所述的预处理剂,其与矿石废水的重量体积比为1:4。
所述的预处理剂,其原料按重量计为:4kg玉米渣、6kg蔗渣、1kg花生皮、69kg柚子皮、0.03kg玻尿酸。
所述预处理剂的制备方法为:将玉米渣、蔗渣、花生皮、柚子皮进行活化处理45min,加入玻尿酸,维持温度为13℃下,养护2天,待用。
所述的紫外光照射,其波长为0.3μm。
所述的异化砷还原菌发酵液,其与矿石废水的体积比为1:9。
所述的异化砷还原菌发酵液,其制备方法为:将清水、占清水量8%的红糖、 占清水量0.12%的石膏和占清水量2.1%的木屑混合均匀制成培养液,再按107cfu/L溶液接种异化砷还原菌,在温度为15℃下,曝气发酵6-9天。
实施例6
一种从矿石废水中提取砷的方法,其方法为:在矿石废水中加入经预处理剂进行搅拌0.5h,搅拌转速为90r/min,静置3h后,将其经紫外照射15min,将其升温至49℃,加入异化砷还原菌发酵液,密封发酵10天,过滤,获得固形物与滤液。
所述的预处理剂,其与矿石废水的重量体积比为1:6。
所述的预处理剂,其原料按重量计为:5kg玉米渣、5kg蔗渣、3kg花生皮、13kg柚子皮、0.05kg玻尿酸。
所述预处理剂的制备方法为:将玉米渣、蔗渣、花生皮、柚子皮进行活化处理38min,加入玻尿酸,维持温度为12℃下,养护2天,待用。
所述的紫外光照射,其波长为0.25μm。
所述的异化砷还原菌发酵液,其与矿石废水的体积比为1:12。
所述的异化砷还原菌发酵液,其制备方法为:将清水、占清水量6%的红糖、占清水量0.01%的石膏和占清水量1.5%的木屑混合均匀制成培养液,再按107cfu/L溶液接种异化砷还原菌,在温度为8℃下,曝气发酵7天。