[發明專利]酸性礦井水處理系統

無效

• 申請號: 201010186893.5
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101830585A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 王建兵;何緒文;解慶龍;趙妙;許翠華
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F103/10
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;田治

技術領域

本發明涉及礦井水處理技術領域，尤其涉及一種酸性礦井水處理系統。

背景技術

我國是缺水國家，水資源短缺嚴重影響了人民生活及經濟社會的發展。礦井水是一種具有行業特點的污染物，也是一種寶貴的水資源。僅國有重點煤礦每年排放礦井水約22億噸，平均每開采1噸原煤需排放2噸廢水，不僅浪費了大量水資源，而且造成環境污染。面對嚴峻的缺水局面，凈化處理礦井水，使之得到合理利用是解決水資源短缺的有效途徑，尤其是對于煤礦礦井水資源豐富的城市。

根據礦井水污染物的特性，一般將礦井水劃分為：常規礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水及特殊污染礦井水。其中，酸性礦井水是煤礦的一大污染源，因酸性礦井水pH值低、酸度大，且含有大量的重金屬，一般都不能直接循環利用，通常排入礦山附近的河流、湖泊等水體，但會使河流、湖泊等水體的pH值發生變化，抑制或阻止了細菌及微生物的生長，妨礙水體的自凈。酸性礦井水與水體中的礦物質相互作用會生成某些鹽類，對淡水生物和植物的生長會產生不良影響，導致礦區周圍的水體被嚴重污染，會引起魚類、藻類、浮游生物等絕大多數水生生物死亡；并且酸性礦井水可破壞土壤的團粒結構，使土地板結，農作物枯黃；在缺氧的狀態下，酸性礦井水中大量SO₂^4-受脫硫菌類的作用，所產生的H₂S氣體對生物體具有嚴重的毒害作用；同時酸性礦井水對礦井內的水泵配件、管材、坑道設備會產生強烈的腐蝕破壞作用，致使設備維修頻繁，更會直接危害礦工的安全。若天然水體長期受到酸性礦井水污染，會使水質逐漸酸化，給生態環境造成嚴重的破壞。因此，對酸性礦井水必須進行及時有效的治理。由于我國的煤炭礦區大部分缺水，因此不少地區要求礦井水經過處理后必須滿足回用要求。

對酸性礦井水的處理，國內外許多學者對其成因及防治方法進行了大量的研究，一般采用中和法、生物法及人工濕地法等方法進行處理。但通常采用的中和法中，中和劑往往采用石灰，該工藝容易產生CaSO₄等結垢物質，造成二次污染。同時中和法緩沖能力差，投藥量不易控制，已造成藥劑投加過量，出水偏堿性，且導致處理成本升高。

目前我國礦井水的處理技術中，一般采用混凝沉淀+過濾工藝，現有的技術手冊均采用地下水/地表水混凝沉淀技術的G值和GT值進行設計，我國地下水/地表水濁度一般小于100NTU，且濃度較穩定，礦井水中懸浮物濃度變化較大(10～1000mg/L)，清倉時懸浮物濃度甚至高達幾萬mg/L，礦井水中的懸浮物主要由輕質的煤粉、巖粉及部分有機物組成，水化學性質和沉降行為與地下水/地表水中懸浮物存在著顯著區別，采用目前手冊中推薦的G值不但無法取得滿意的處理效果，同時還會使斜板沉淀池中因容納過多懸浮物膠體而崩塌。

目前高鐵錳礦井水處理工藝是根據地表水除鐵除錳工藝設計。常規地下水/地表水中鐵含量不超過十幾mg/L，錳含量不超過8mg/L，采用成熟的曝氣-錳砂過濾法去除，由于此時的pH值較高，Fe²⁺易氧化成Fe³⁺，通過靜沉就可將其去除。礦井水由于漏斗效應、巖土和水相互作用使得鐵含量達幾百mg/L，錳含量達幾十mg/L，且礦井水的pH值較低，二價鐵、錳難于氧化，采用錳砂過濾去除時濾料成熟期過長(1-2個月)，出水錳含量經常嚴重超標。

因此，從上述對現有酸性礦井水處理工藝介紹中發現，現有的工藝無法實現對高濁度、高鐵錳、高礦化度酸性礦井水的經濟高效處理，也無法保證處理后能夠滿足回用要求。

發明內容

基于上述現有技術所存在的問題，本發明實施例的目的是提供一種酸性礦井水處理系統，可對高濁、高鐵錳、高礦化度酸性礦井水進行經濟高效的處理，使處理后的出水達到回用標準。

本發明實施例是通過下述技術方案實現的：

本發明實施例提供一種酸性礦井水處理系統，該系統由中和系統、混凝沉淀系統、過濾系統、反滲透系統和消毒系統順次連接而成，其中，所述中和系統的進水口作為引入所處理酸性礦井水的進水口，所述消毒系統的出水口作為處理后的清水排出口；

所述混凝沉淀系統包括混合區、反應區、過渡區和沉淀區，所述混合區與反應區、過渡區和沉淀區依次連通；所述混合區的進水口與所述中和系統的出水口連通；所述沉淀區的出水口與所述過濾系統的進水口連通；

所述過濾系統包括錳砂過濾器，所述錳砂過濾器內設有用質量濃度為1～7％的高錳酸鉀溶液改性的改性錳砂濾料。