CN102701517A - 一种利用有机质及碳酸盐岩联合处理矿山酸性废水的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种利用有机质及碳酸盐岩联合处理矿山酸性废水的方法，首级预处理区(1)为左右隔开、底部联通的容器，一侧装入有机质填料，另一侧装入碳酸盐岩填料；废水先与有机质接触利用好氧微生物生长需要消耗溶解氧的原理，使矿山酸性废水通过有机质后，使废水中的溶解氧得到去除，形成无氧状态；碳酸盐岩在无氧状况下进行pH调节，使反应区内避免快速生成Fe(OH)3絮体堵塞填料空隙；首级预处理区(1)出水，进入多级串联的反应区(2)，各反应区(2)结构与内容物与首级预处理区(1)相同，废水从碳酸盐岩反应区通过自然跌水方式进入沉淀池的过程中进行复氧。本方法效果好、投资低、废水处理成本低。

Description

一种利用有机质及碳酸盐岩联合处理矿山酸性废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体来说涉及一种处理酸性废水的方法。
背景技术
煤炭作为最重要的能源之一，伴随着煤的大量开采，产生了一系列的环境问题。其中，酸性煤矿废水(AMD)就是一个突出的环境问题，AMD具有低pH值、高矿化度和腐蚀性强的特点，并携带有大量重金属元素和有害化学物质，导致当地水、土环境和生态***受到严重的破坏。大量废弃的小煤窑(矿)数量多、分布广，而且矿山排水通常流量较小、pH值较低(2～3左右)、AMD污染时间长，处理难度大，对环境和人类影响严重。
目前，处理AMD的方法主要有中和法、硫化物沉淀法、人工湿地法等。中和法作为一种简便可靠的方法被广泛应用于AMD处理中，但消耗的中和试剂量大，会产生大量的污泥，易对环境造成二次污染；硫化物沉淀法去除效果好，但是pH值难以控制，硫化物沉淀剂较贵，处理成本高；人工湿地法在一些发达国家被广泛用来处理酸性矿坑排水，该法投资少、运行费用低，管理方便，但占地面积大，受环境因素的影响明显，当酸度较高时，改良湿地法处理AMD有一定的局限性。为此人们对矿山酸性废水的处理方法在不断改进和探索中，中国专利公开号CN1618742于2005年05月25日，公开了一种“有色金属矿山酸性废水源头治理的方法”，其利用有色金属矿山选矿过程中产生的废物以废治废，但此种方法针对有色金属矿山，有一定的局限性；中国专利公开号CN1508079于2004年06月30日，公开了一种“防止矿山产生酸性废水的方法”，利用石灰乳对矿山四周进行饱和喷淋，在其表面铺设防水材料，该方法能从源头上治理矿山废水，但实施困难，存在一定的风险性；中国专利公开号CN1418831于2003年05月21日，公开了“一种处理有色金属酸性废水的方法”，其方法为一段石灰中和加二段聚合硫酸铁沉淀处理有色金属酸性废水，此方法污泥量较大，易产生二次污染。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种效果好、投资低、废水处理成本低，利用有机质及碳酸盐岩联合处理矿山酸性废水的方法。
一种利用有机质及碳酸盐岩联合处理矿山酸性废水的方法，包括首级预处理区(1)、多级串联的反应区(2)和末级沉淀处理(3)；煤矿酸性排水首先进入首级预处理区(1)；首级预处理区(1)为左右隔开、底部联通的容器，一侧装入有机质填料，另一侧装入碳酸盐岩填料；废水先与有机质接触利用好氧微生物生长需要消耗溶解氧的原理，使矿山酸性废水通过有机质后，使废水中的溶解氧得到去除，形成无氧状态；碳酸盐岩在无氧状况下进行pH调节，使反应区内避免快速生成Fe(OH)3絮体堵塞填料空隙；首级预处理区(1)出水，进入多级串联的反应区(2)，各反应区(2)结构与内容物与首级预处理区(1)相同，废水从碳酸盐岩反应区通过自然跌水方式进入沉淀池的过程中进行复氧，使Fe2+转化为Fe3+后形成Fe(OH)3絮体在沉淀池内形成沉淀而去除。
如权利要求1所述的方法，其特征在于：首级预处理区(1)、多级串联的反应区(2)和末级沉淀处理(3)底部均设有V型污泥储积区，收集反应沉积的污泥，污泥储积区底部设有排泥管，污泥通过排泥管排出；污泥储积区与反应区之间设有网格式底板。
本发明与现有技术相比，从以上技术方案可知，主反应区，主要利用了好氧微生物生长需要消耗溶解氧的原理，使矿山酸性废水通过有机质反应池后，使废水中的溶解氧得到去除，形成无氧状态；碳酸盐岩在无氧状况下进行pH调节，使反应区内避免快速生产Fe(OH)3絮体堵塞填料空隙；pH升高后的废水在进入沉淀池前进行复氧，使Fe2+转化为Fe3+后形成Fe(OH)3絮体在沉淀池内形成沉淀而去除。通过多级处理，使矿山废水循环进入厌氧-好氧-沉淀等阶段，达到处理该矿山废水的目的。
本方法出水碱度较高，pH均值可达到6以上；对铁的去除效果很好，进水浓度在70mg/L左右时，铁去除率可达85％以上；当进水中锰浓度在17mg/L附近时，可去除一半左右；此外，该方法对去除酸性煤矿废水中的铜、锌、镉等污染物也有良好效果。由于碳酸盐岩廉价易得，一次性投资、基建费用低，因而能够很大程度上降低废水的处理成本；综上所述，本方法酸中和能力强、投资低、生产周期长、运行费用低，管理方便，去除铁、锰、铜、铅、锌、镉等污染物质的效果良好，能有效改善矿区的生态环境现状，在碳酸盐岩地区有很好的应用前景。
附图说明
图1为运用本发明的隔板式反应池的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1-10
参见图1，一种利用有机质及碳酸盐岩联合处理矿山酸性废水的方法，以图1所示反应池为例，包括首级预处理区1、多级串联的反应区2和末级沉淀处理3。
在煤矿洞口附近选择一块有一定坡度的土地，便于利用重力作用使煤矿酸性排水进入首级预处理区1；首级预处理区1为左右隔开、底部联通的容器，一侧装入有机质填料，另一侧装入碳酸盐岩填料(采用的碳酸盐岩粒径约在20～40mm左右，粒径主要与石、水接触面积和堵塞有关，如果pH过低，易于产生沉淀则可采用更大粒径颗粒)；废水先与有机质接触利用好氧微生物生长需要消耗溶解氧的原理，使矿山酸性废水通过有机质后，使废水中的溶解氧得到去除，形成无氧状态；碳酸盐岩在无氧状况下进行pH调节，使反应区内避免快速生成Fe(OH)3絮体堵塞填料空隙；首级预处理区1出水，进入多级串联的反应区2，各反应区2结构与内容物与首级预处理区1相同，废水从碳酸盐岩反应区通过自然跌水方式进入沉淀池的过程中进行复氧，使Fe2+转化为Fe3+后形成Fe(OH)3絮体在沉淀池内形成沉淀而去除。
通过多级处理，使矿山废水循环进入厌氧-好氧-沉淀等阶段，达到处理该矿山废水的目的。有机质为矿山附近易得的有机质，可以是动物粪便，秸秆，也可以是城市生活污水处理厂的剩余活性污泥等不同来源但有机质含量高的废弃有机物。
首级预处理区1、多级串联的反应区2和末级沉淀处理3底部均设有V型污泥储积区，收集反应沉积的污泥，污泥储积区底部设有排泥管，污泥通过排泥管排出；污泥储积区与反应区之间设有网格式底板，主要起到支撑反应介质和顺利排出沉积污泥的作用，网孔大小根据反应介质颗粒的大小确定；
利用此方法十个实施例的处理结果见下表：
Figure BSA00000716106000041
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种利用有机质及碳酸盐岩联合处理矿山酸性废水的方法，其特征在于，包括首级预处理区(1)、多级串联的反应区(2)和末级沉淀处理(3)；煤矿酸性排水首先进入首级预处理区(1)；首级预处理区(1)为左右隔开、底部联通的容器，一侧装入有机质填料，另一侧装入碳酸盐岩填料；废水先与有机质接触利用好氧微生物生长需要消耗溶解氧的原理，使矿山酸性废水通过有机质后，使废水中的溶解氧得到去除，形成无氧状态；碳酸盐岩在无氧状况下进行pH调节，使反应区内避免快速生成Fe(OH)3絮体堵塞填料空隙；首级预处理区(1)出水，进入多级串联的反应区(2)，各反应区(2)结构与内容物与首级预处理区(1)相同，废水从碳酸盐岩反应区通过自然跌水方式进入沉淀池的过程中进行复氧，使Fe2+转化为Fe3+后形成Fe(OH)3絮体在沉淀池内形成沉淀而去除。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：首级预处理区(1)、多级串联的反应区(2)和末级沉淀处理(3)底部均设有V型污泥储积区，收集反应沉积的污泥，污泥储积区底部设有排泥管，污泥通过排泥管排出；污泥储积区与反应区之间设有网格式底板。
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