專利名稱：一種利用有機質(zhì)及碳酸鹽巖聯(lián)合處理礦山酸性廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種處理酸性廢水的方法。
背景技術(shù)：
煤炭作為最重要的能源之一，伴隨著煤的大量開采，產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題。其中，酸性煤礦廢水(AMD)就是ー個突出的環(huán)境問題，AMD具有低pH值、高礦化度和腐蝕性強的特點，并攜帶有大量重金屬元素和有害化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮?、土環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重的破壞。大量廢棄的小煤窯(礦)數(shù)量多、分布廣，而且礦山排水通常流量較小、PH值較低(2 3左右)、AMD污染時間長，處理難度大，對環(huán)境和人類影響嚴重。目前，處理AMD的方法主要有中和法、硫化物沉淀法、人工濕地法等。中和法作為一種簡便可靠的方法被廣泛應(yīng)用于AMD處理中，但消耗的中和試劑量大，會產(chǎn)生大量的污泥，易對環(huán)境造成二次污染；硫化物沉淀法去除效果好，但是PH值難以控制，硫化物沉淀劑較貴，處理成本高；人工濕地法在一些發(fā)達國家被廣泛用來處理酸性礦坑排水，該法投資少、運行費用低，管理方便，但占地面積大，受環(huán)境因素的影響明顯，當(dāng)酸度較高時，改良濕地法處理AMD有一定的局限性。為此人們對礦山酸性廢水的處理方法在不斷改進和探索中，中國專利公開號CN1618742于2005年05月25日，公開了ー種“有色金屬礦山酸性廢水源頭治理的方法”，其利用有色金屬礦山選礦過程中產(chǎn)生的廢物以廢治廢，但此種方法針對有色金屬礦山，有一定的局限性；中國專利公開號CN1508079于2004年06月30日，公開了ー種“防止礦山產(chǎn)生酸性廢水的方法”，利用石灰乳對礦山四周進行飽和噴淋，在其表面鋪設(shè)防水材料，該方法能從源頭上治理礦山廢水，但實施困難，存在一定的風(fēng)險性；中國專利公開號CN1418831于2003年05月21日，公開了 “ー種處理有色金屬酸性廢水的方法”，其方法為一段石灰中和加ニ段聚合硫酸鐵沉淀處理有色金屬酸性廢水，此方法污泥量較大，易產(chǎn)生二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供的一種效果好、投資低、廢水處理成本低，利用有機質(zhì)及碳酸鹽巖聯(lián)合處理礦山酸性廢水的方法。ー種利用有機質(zhì)及碳酸鹽巖聯(lián)合處理礦山酸性廢水的方法，包括首級預(yù)處理區(qū)(I)、多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)(2)和末級沉淀處理(3);煤礦酸性排水首先進入首級預(yù)處理區(qū)
(I);首級預(yù)處理區(qū)(I)為左右隔開、底部聯(lián)通的容器，一側(cè)裝入有機質(zhì)填料，另ー側(cè)裝入碳酸鹽巖填料；廢水先與有機質(zhì)接觸利用好氧微生物生長需要消耗溶解氧的原理，使礦山酸性廢水通過有機質(zhì)后，使廢水中的溶解氧得到去除，形成無氧狀態(tài)；碳酸鹽巖在無氧狀況下進行PH調(diào)節(jié)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)避免快速生成Fe(OH)3絮體堵塞填料空隙；首級預(yù)處理區(qū)(I)出水，進入多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)(2)，各反應(yīng)區(qū)(2)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容物與首級預(yù)處理區(qū)(I)相同，廢水從碳酸鹽巖反應(yīng)區(qū)通過自然跌水方式進入沉淀池的過程中進行復(fù)氧，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+后形成Fe (OH) 3絮體在沉淀池內(nèi)形成沉淀而去除。
如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于首級預(yù)處理區(qū)(I)、多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)(2)和末級沉淀處理(3)底部均設(shè)有V型污泥儲積區(qū)，收集反應(yīng)沉積的污泥，污泥儲積區(qū)底部設(shè)有排泥管，污泥通過排泥管排出；污泥儲積區(qū)與反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有網(wǎng)格式底板。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，從以上技術(shù)方案可知，主反應(yīng)區(qū)，主要利用了好氧微生物生長需要消耗溶解氧的原理，使礦山酸 性廢水通過有機質(zhì)反應(yīng)池后，使廢水中的溶解氧得到去除，形成無氧狀態(tài)；碳酸鹽巖在無氧狀況下進行pH調(diào)節(jié)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)避免快速生產(chǎn)Fe (OH) 3絮體堵塞填料空隙；pH升高后的廢水在進入沉淀池前進行復(fù)氧，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+后形成Fe (OH) 3絮體在沉淀池內(nèi)形成沉淀而去除。通過多級處理，使礦山廢水循環(huán)進入?yún)捬?好氧-沉淀等階段，達到處理該礦山廢水的目的。本方法出水堿度較高，pH均值可達到6以上；對鐵的去除效果很好，進水濃度在70mg/L左右時，鐵去除率可達85%以上；當(dāng)進水中錳濃度在17mg/L附近時，可去除一半左右；此外，該方法對去除酸性煤礦廢水中的銅、鋅、鎘等污染物也有良好效果。由于碳酸鹽巖廉價易得，一次性投資、基建費用低，因而能夠很大程度上降低廢水的處理成本；綜上所述，本方法酸中和能力強、投資低、生產(chǎn)周期長、運行費用低，管理方便，去除鐵、錳、銅、鉛、鋅、鎘等污染物質(zhì)的效果良好，能有效改善礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，在碳酸鹽巖地區(qū)有很好的應(yīng)用前景。


圖I為運用本發(fā)明的隔板式反應(yīng)池的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1-10參見圖1，ー種利用有機質(zhì)及碳酸鹽巖聯(lián)合處理礦山酸性廢水的方法，以圖I所示反應(yīng)池為例，包括首級預(yù)處理區(qū)I、多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)2和末級沉淀處理3。在煤礦洞ロ附近選擇ー塊有一定坡度的土地，便于利用重力作用使煤礦酸性排水進入首級預(yù)處理區(qū)I;首級預(yù)處理區(qū)I為左右隔開、底部聯(lián)通的容器，一側(cè)裝入有機質(zhì)填料，另ー側(cè)裝入碳酸鹽巖填料(采用的碳酸鹽巖粒徑約在20 40mm左右，粒徑主要與石、水接觸面積和堵塞有夫，如果PH過低，易于產(chǎn)生沉淀則可采用更大粒徑顆粒)；廢水先與有機質(zhì)接觸利用好氧微生物生長需要消耗溶解氧的原理，使礦山酸性廢水通過有機質(zhì)后，使廢水中的溶解氧得到去除，形成無氧狀態(tài)；碳酸鹽巖在無氧狀況下進行PH調(diào)節(jié)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)避免快速生成Fe (OH)3絮體堵塞填料空隙；首級預(yù)處理區(qū)I出水，進入多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)2，各反應(yīng)區(qū)2結(jié)構(gòu)與內(nèi)容物與首級預(yù)處理區(qū)I相同，廢水從碳酸鹽巖反應(yīng)區(qū)通過自然跌水方式進入沉淀池的過程中進行復(fù)氧，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+后形成Fe (OH) 3絮體在沉淀池內(nèi)形成沉淀而去除。通過多級處理，使礦山廢水循環(huán)進入?yún)捬?好氧-沉淀等階段，達到處理該礦山廢水的目的。有機質(zhì)為礦山附近易得的有機質(zhì)，可以是動物糞便，秸桿，也可以是城市生活污水處理廠的剰余活性污泥等不同來源但有機質(zhì)含量高的廢棄有機物。首級預(yù)處理區(qū)I、多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)2和末級沉淀處理3底部均設(shè)有V型污泥儲積區(qū)，收集反應(yīng)沉積的污泥，污泥儲積區(qū)底部設(shè)有排泥管，污泥通過排泥管排出；污泥儲積區(qū)與反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有網(wǎng)格式底板，主要起到支撐反應(yīng)介質(zhì)和順利排出沉積污泥的作用，網(wǎng)孔大小根據(jù)反應(yīng)介質(zhì)顆粒的大小確定；利用此方法十個實施例的處理結(jié)果見下表
[001權(quán)利要求
1.一種利用有機質(zhì)及碳酸鹽巖聯(lián)合處理礦山酸性廢水的方法，其特征在于，包括首級預(yù)處理區(qū)(I)、多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)(2)和末級沉淀處理(3);煤礦酸性排水首先進入首級預(yù)處理區(qū)(I);首級預(yù)處理區(qū)(I)為左右隔開、底部聯(lián)通的容器，一側(cè)裝入有機質(zhì)填料，另一側(cè)裝入碳酸鹽巖填料；廢水先與有機質(zhì)接觸利用好氧微生物生長需要消耗溶解氧的原理，使礦山酸性廢水通過有機質(zhì)后，使廢水中的溶解氧得到去除，形成無氧狀態(tài)；碳酸鹽巖在無氧狀況下進行PH調(diào)節(jié)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)避免快速生成Fe(OH)3絮體堵塞填料空隙；首級預(yù)處理區(qū)(I)出水，進入多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)(2)，各反應(yīng)區(qū)(2)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容物與首級預(yù)處理區(qū)(I)相同，廢水從碳酸鹽巖反應(yīng)區(qū)通過自然跌水方式進入沉淀池的過程中進行復(fù)氧，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+后形成Fe (OH) 3絮體在沉淀池內(nèi)形成沉淀而去除。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于首級預(yù)處理區(qū)(I)、多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)(2)和末級沉淀處理(3)底部均設(shè)有V型污泥儲積區(qū)，收集反應(yīng)沉積的污泥，污泥儲積區(qū)底部設(shè)有排泥管，污泥通過排泥管排出；污泥儲積區(qū)與反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有網(wǎng)格式底板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用有機質(zhì)及碳酸鹽巖聯(lián)合處理礦山酸性廢水的方法，首級預(yù)處理區(qū)(1)為左右隔開、底部聯(lián)通的容器，一側(cè)裝入有機質(zhì)填料，另一側(cè)裝入碳酸鹽巖填料；廢水先與有機質(zhì)接觸利用好氧微生物生長需要消耗溶解氧的原理，使礦山酸性廢水通過有機質(zhì)后，使廢水中的溶解氧得到去除，形成無氧狀態(tài)；碳酸鹽巖在無氧狀況下進行pH調(diào)節(jié)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)避免快速生成Fe(OH)3絮體堵塞填料空隙；首級預(yù)處理區(qū)(1)出水，進入多級串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)(2)，各反應(yīng)區(qū)(2)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容物與首級預(yù)處理區(qū)(1)相同，廢水從碳酸鹽巖反應(yīng)區(qū)通過自然跌水方式進入沉淀池的過程中進行復(fù)氧。本方法效果好、投資低、廢水處理成本低。
文檔編號C02F9/14GK102701517SQ201210146849
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者吳攀, 張瑞雪, 楊燕, 楊紹章, 黃家琰 申請人:貴州大學(xué)