積占20%。
[0049]為了證實(shí)本酸性礦山廢水處理系統(tǒng)的處理效果,進(jìn)行如下模擬實(shí)驗(yàn)1:
[0050]石灰石溝用PVC管模擬建立。PVC管的尺寸按照比例縮小,PVC管內(nèi)填充石灰石,在PVC管的兩端裝上彎頭,彎頭的另一端垂直向上,使水能完全浸沒管內(nèi)的石灰石,PVC管兩端彎頭的外側(cè)開一個(gè)孔,分別作為進(jìn)水口和出水口。
[0051]潛流堆肥濕地用塑料箱模擬建立。塑料箱的尺寸按照比例縮小,箱子內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)15cm的分隔板,分隔板下端留有5cm高的空隙。隔離的小空間作為厭氧池,其底部填充石灰石至隔板下端,然后填充堆肥,堆肥的填充高度為20cm。隔板另一側(cè)空間填充石灰石,石灰石床表面鋪一層有機(jī)基質(zhì)層,其上種植香蒲并套種東南景天。
[0052]用H2SO4配置 AMD 廢水,其各個(gè)參數(shù)如下:pH 3.3、2mg/L Fe 2+ (FeSO4.7H20)、8mg/L Fe3+(Fe2 (SO4) 3.xH20)、25mg/L Zn (ZnSO4.7H20)、0.3mg/L Pb (Pb (NO3) 2)、0.lmg/LCd (CdCl2.0.5Η20)、0.08mg/L Cu (CuSO4)。
[0053]模擬系統(tǒng)運(yùn)行:在1000L的塑料箱中,每次配800L模擬AMD。AMD先進(jìn)入石灰石溝,水力停留時(shí)間4h,然后進(jìn)入潛流堆肥濕地系統(tǒng),水力停留時(shí)間35h,經(jīng)潛流堆肥濕地系統(tǒng)處理后排放。
[0054]處理系統(tǒng)對(duì)AMD的處理效果如圖3-圖6所示。
[0055]如圖3所示:
[0056]AMD原料池的水樣,pH為3.3左右,
[0057]石灰石溝的水樣,pH上升至6.3左右,但75d后,其出水pH開始下降,128d后,其出水PH大幅下降,pH下降至4.5左右。原因是金屬氧化物沉降在石灰石表面形成一層包膜(Armoring),使石灰石的溶解速率下降,可通過(guò)提高石灰石溝的坡度(>12% )或周期性沖洗石灰石,就可有效解決石灰石的包膜問(wèn)題,使PH值保持在6.3左右。
[0058]潛流堆肥濕地的水樣,42d內(nèi),pH值不斷緩慢上升,42d后,pH基本穩(wěn)定在7左右,即為中性水。雖然128d之后,石灰石溝流過(guò)來(lái)的水pH值較低,但是潛流堆肥濕地有較強(qiáng)的酸緩沖能力,依然能保持PH值為7左右的出水。
[0059]如圖4所示,
[0060]AMD原料池的水樣,Zn含量為24mg/L左右。
[0061]石灰石溝的水樣,前75d,Zn含量為18mg/L左右,75d之后,Zn含量為21mg/L左右,原因是石灰石溝去除Zn的效果受其酸中和能力影響。
[0062]潛流堆肥濕地的水樣,75d之前,Zn含量為2mg/L以下,75d后,其出水的Zn含量略有波動(dòng),這主要受其進(jìn)水(即石灰石溝出水)Zn含量上升所影響。
[0063]如圖5所示,
[0064]AMD原料池的水樣,Cd含量為105ug/L左右。
[0065]石灰石溝的水樣,0-51d,Cd含量下降到28ug/L左右,51d之后,Cd含量上升到82ug/L左右,原因是石灰石溝去除Cd的效果受其酸中和能力影響。
[0066]潛流堆肥濕地的水樣,前22d,其出水的Cd為0.5?2.0ug/L,之后,未檢出Cd (檢出限 0.lug/L) ο
[0067]如圖6所示,
[0068]AMD原料池的水樣,Pb含量為200ug/L左右。
[0069]石灰石溝的水樣,0-128d,Pb含量下降到30ug/L左右,128d之后,Pb含量上升到105ug/L左右,原因是石灰石溝去除Pb的效果受其酸中和能力影響。
[0070]潛流堆肥濕地的水樣,未檢出Pb (檢出限1.0ug/L)。
[0071]綜上所述,處理系統(tǒng)可有效地提升AMD的pH,去除AMD中的高毒性重金屬(Cd、Pb),去除相當(dāng)高比例的Zn,保護(hù)水生生態(tài)環(huán)境與土壤環(huán)境,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
[0072]為了進(jìn)一步證實(shí)本酸性礦山廢水處理系統(tǒng)的處理效果,進(jìn)行如下模擬實(shí)驗(yàn)2:
[0073]好氧石灰石溝寬0.5m、深0.4m、長(zhǎng)6m,溝內(nèi)填充粒徑為5cm石灰石(孔隙率42.6% ),填充高度為0.3m,水位與石灰石的填充高度平齊,酸性廢水在溝內(nèi)的停留時(shí)間約為4ho
[0074]石灰石溝的出水進(jìn)入沉淀池,沉淀池長(zhǎng)lm、寬0.5m、深0.5m,水深0.4m,停留時(shí)間為2h,出水進(jìn)入潛流堆肥濕地。
[0075]潛流堆肥濕地長(zhǎng)5m、寬2m、深lm。建造時(shí),先在濕地的底部鋪一層30cm厚的粒徑為5cm石灰石,然后在距離進(jìn)水口 Im處放置分隔板4,分隔板4為一長(zhǎng)2m、寬Im的具有足夠韌性和強(qiáng)度的透明塑料板。將分隔板4固定好后,向其前端空間填充堆肥,建成厭氧池2,向其后端空間填充粒徑為5cm石灰石,建成石灰石床5。石灰石床5的厚度為0.85m,厭氧池堆肥3的高度與石灰石床5基本平齊。分隔板4將整個(gè)濕地劃分為前端的厭氧池和后面的石灰石床兩大部分,使厭氧池的水只能向下流過(guò)堆肥,再通過(guò)其底部的石灰石層進(jìn)入后面的石灰石床5。
[0076]石灰石床5建好后向其表面鋪一層15cm厚的泥炭土層,形成有機(jī)基質(zhì)層6,然后向有機(jī)基質(zhì)層6中種植狹葉香蒲,狹葉香蒲的種植密度為0.5mX 0.5m。
[0077]系統(tǒng)建成后,將酸性礦山廢水引入系統(tǒng),潛流堆肥濕地的有效體積按總體積的40%計(jì)算,水力停留時(shí)間設(shè)計(jì)為2d,則系統(tǒng)的水力負(fù)荷為2.2m3/d。
[0078]實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
[0079]AMD 原料池的水樣各個(gè)參數(shù)為:pH 3.3、Zn 25mg/L、Cd 0.lmg/L, Pb 0.2mg/L。
[0080]系統(tǒng)運(yùn)行3個(gè)月之后,系統(tǒng)排水口出水水樣的各個(gè)參數(shù)如下:pH>7,Cd、Zn、Pb含量達(dá)到農(nóng)業(yè)灌溉水的標(biāo)準(zhǔn)(Zn 2mg/L、Cd 0.01mg/L、Pb 0.lmg/L)。
[0081]上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本【實(shí)用新型內(nèi)容】所作的均等變化與修飾,都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:包括按照水流方向排列的石灰石溝、沉淀池和潛流堆肥濕地,所述潛流堆肥濕地包括厭氧池(2)和石灰石床(5);所述厭氧池(2)內(nèi)填充堆肥(3),厭氧池(2)與石灰石床(5)相互隔開并且厭氧池(2)的底部與石灰石床(5)相通,石灰石床(5)上覆蓋一層有機(jī)基質(zhì)層¢),有機(jī)基質(zhì)層(6)上種植有濕地植物⑵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:所述潛流堆肥濕地的進(jìn)水口位于厭氧池(2)的頂部,潛流堆肥濕地的排水口與有機(jī)基質(zhì)層(6)位于同一高度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:所述石灰石溝寬0.2m?lm、深0.3m?1.0m,石灰石粒徑5cm?10cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:所述潛流堆肥濕地長(zhǎng)5m?8m、深0.8m?1.2m,厭氧池(2)的體積占潛流堆肥濕地總體積的比例為10%?30%,堆肥(3)為植物廢料堆肥。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:所述石灰石床(5)的深度比厭氧池⑵的深度大20cm?40cm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:所述有機(jī)基質(zhì)層(6)厚1cm ?2Ocm07.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:所述濕地植物(J)為香蒲,并間套種Cd/Zn超富集植物。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),其特征在于:所述Cd/Zn超富集植物為東南景天。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種酸性礦山廢水處理系統(tǒng),包括按照水流方向排列的石灰石溝、沉淀池和潛流堆肥濕地,所述潛流堆肥濕地包括厭氧池(2)和石灰石床(5);所述厭氧池(2)內(nèi)填充堆肥(3),厭氧池(2)與石灰石床(5)相互隔開并且厭氧池(2)的底部與石灰石床(5)相通,石灰石床(5)上覆蓋一層有機(jī)基質(zhì)層(6),有機(jī)基質(zhì)層(6)上種植有濕地植物(7)。本處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,建造成本低,經(jīng)濟(jì)有效,維護(hù)簡(jiǎn)單。
【IPC分類】C02F103/10, C02F9/14
【公開號(hào)】CN204675951
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520113544
【發(fā)明人】吳啟堂, 張河民, 朱朗, 衛(wèi)澤斌
【申請(qǐng)人】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年2月15日