1.一种同步去除矿山废水中重金属和硝酸盐的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,污泥富集驯化:
密闭厌氧条件下,取待处理矿山废水与FJY培养液进行富集培养,并收集沉淀污泥;
步骤2,生物菌剂制备:
向所得沉淀污泥中按照体积比为2~4:1加入待处理矿山废水与SJP培养液混匀,恒温下培养3‑5天后,除去上清液,之后每隔一定周期更换一次SJP培养液,驯化培养12‑14天,形成深黑色散状污泥,得到生物菌剂;
步骤3,双层铁碳填料制备:
按重量百分比为40‑55%铁粉、10‑20%活性炭、20‑25%污泥、4‑5%锰粉、3‑4%镁粉、
5‑8%硅酸钠和水混合均匀,搅拌制成球状颗粒,再用按重量百分比为30‑50%水泥和50‑
70%粘土制成的混合物覆盖在球状颗粒外表面,干燥,焙烧,自然冷却至室温,即得双层铁碳填料;
步骤4,双层铁碳填料生物菌剂挂膜:
按照体积比为1:(40~60)将GMT培养液与生物菌剂混合,得到浸泡液,将双层铁碳填料浸泡于浸泡液中,常温下挂膜2‑4天,填料表面形成浅黄色生物膜后,挂膜结束,冲掉双层铁碳填料表面吸附的细菌;
步骤5,反应器运行:
将挂膜后双层铁碳填料放入反应器的承托层上,待处理矿山废水经挂膜后双层铁碳填料后,和硝酸盐被同步去除。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述FJY培养液包括以下质量比的原料:C6H5Na3O7·6H2O 0.8~1.2份,NaHCO3 0.8~1.2份,NaNO3 0.1~0.3份,KH2PO4 0.08~0.12份,MgCl2 0.08~0.12份,CaCl2 0.04~0.06份,FeCl2·4H2O 0.4~0.6份,微量元素溶液Ⅰ
1份,蒸馏水1000份;
所述微量元素溶液Ⅰ包括:以质量浓度计,0.4~0.6g/LMgSO4·7H2O、0.9~1.1g/L EDTA、0.1~0.3g/L ZnSO4、0.09~0.11g/L MnCl2·4H2O、0.4~0.6g/L FeSO4·7H2O、0.4~
0.6g/LCuSO4·5H2O、0.1~0.3g/L CoCl2·6H2O。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述SJP培养液包括以下质量比的原料:C6H5Na3O7·6H2O 0.8~1.2份,NaHCO3 0.4~0.6份,NaNO3 0.1~0.3份,KH2PO4 0.04~0.06份,MgCl2 0.04~0.06份,CaCl2 0.04~0.06份,FeCl2·4H2O 0.2~0.4份,微量元素溶液Ⅱ
2份,蒸馏水1000份;
所述微量元素溶液Ⅱ包括:以质量浓度计,0.4~0.6g/L MgSO4·7H2O、0.8~1.2g/L EDTA、0.1~0.3g/L ZnSO4、0.04~0.06g/L MnCl2·4H2O、0.08~0.12g/L FeSO4·7H2O、0.4~0.6g/LCuSO4·5H2O、0.08~0.12g/L CoCl2·6H2O。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述GMT培养液包括以下质量比的原料:灭菌后的待处理矿山废水1000份、微量元素Ⅲ2份;
所述微量元素Ⅲ为:以质量浓度计,0.1~0.3g/L EDTA、0.04~0.06g/L ZnSO2、0.01~
0.03g/L MnCl2·4H2O、0.01~0.03g/L CuSO4·5H2O的水溶液。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1中厌氧条件包括:每天向反应器中通入4次氮气,通入4‑9L/min氮气,每次5min。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2中,每隔3天更换一次SJP培养液,更换次序为:
2+ 2+ 2+
将1体积SJP培养液与1体积含有Cd 、Pb 、Ni 2mg/L的pH=7.0混合溶液组成的液体培
2+ 2+ 2+
养液A更换SJP培养基;再将1体积的SJP培养液与2体积含有Cd 、Pb 、Ni 4mg/L的pH=6.5
2+
混合溶液组成的液体培养基B更换液体培养液A;再将1体积的SJP培养液与3体积含有Cd 、
2+ 2+ 2+
Pb 、Ni 6mg/L的pH=4.5混合溶液组成的液体培养基C更换液体培养基B;再将含有Cd 、
2+ 2+
Pb 、Ni 10mg/L的pH=5.0混合溶液更换液体培养基C。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3中,双层铁碳填料制备中,加水搅拌制备粒径为1‑3cm的球状颗粒,然后于100‑120℃下干燥30‑50min,再于焙烧炉内500‑
600℃下焙烧60‑80min,自然冷却至室温,即得双层铁碳填料。
8.一种基于权利要求1‑7任一项所述方法的反应器,其特征在于,包括反应器本体,反应器本体由上自下依次为双层铁碳填料(1)、气洗板(2)、导流板(4)、承托层(5)、出口曝气系统(6)和滤板(7);所述气洗板(2)和出口曝气系统(6)通过鼓风机(8)与曝气管(9)连接;反应器底部通过反冲洗阀(12)连通反冲洗泵(11‑2)和反冲洗水箱(15),反应器顶部通过进水泵(11‑1)连通自来水管配合气洗板(2)进行反冲洗;反冲洗顶部设有排气孔(3);底部侧壁连通沉淀池(14)。
9.根据权利要求8所述反应器,其特征在于,所述承托层(5)采用粒径为2.0‑4.0cm的鹅卵石,铺设厚度为0.25‑0.40m;所述双层铁碳填料铺设厚度为1.1‑1.5m。
10.根据权利要求9所述反应器运行方法,其特征在于,包括:
1)打开进水阀(13),待处理矿山水经进水泵通过进水口进入装置,流经双层铁碳填料(1),去除待处理水中硝酸盐和有机物,产生的气体通过排气孔(3)排入大气;
2)水流通过导流板(4)进入承托层(5),再于出口曝气系统(6)间歇曝气,控制曝气阶段溶解氧浓度;
3)处理后的出水经出水口流入沉淀池(14);
4)反应器每隔3~10天进行反冲洗,通过气洗板(2)实现气洗,打开反冲洗阀(12)实现水洗,二者配合完成气水反冲洗,反冲洗完成后关闭反冲洗阀(12),重新启动系统。