[發明專利]一種利用有機質及碳酸鹽巖聯合處理礦山酸性廢水的方法

有效

• 申請號: 201210146849.0
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102701517A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 黃家琰;吳攀;張瑞雪;楊燕;楊紹章
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體來說涉及一種處理酸性廢水的方法。

背景技術

煤炭作為最重要的能源之一，伴隨著煤的大量開采，產生了一系列的環境問題。其中，酸性煤礦廢水(AMD)就是一個突出的環境問題，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物質，導致當地水、土環境和生態系統受到嚴重的破壞。大量廢棄的小煤窯(礦)數量多、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用于AMD處理中，但消耗的中和試劑量大，會產生大量的污泥，易對環境造成二次污染；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，受環境因素的影響明顯，當酸度較高時，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，公開了一種“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，公開了一種“防止礦山產生酸性廢水的方法”，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，存在一定的風險性；中國專利公開號CN1418831于2003年05月21日，公開了“一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二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，易產生二次污染。

發明內容

本發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，利用有機質及碳酸鹽巖聯合處理礦山酸性廢水的方法。

一種利用有機質及碳酸鹽巖聯合處理礦山酸性廢水的方法，包括首級預處理區(1)、多級串聯的反應區(2)和末級沉淀處理(3)；煤礦酸性排水首先進入首級預處理區(1)；首級預處理區(1)為左右隔開、底部聯通的容器，一側裝入有機質填料，另一側裝入碳酸鹽巖填料；廢水先與有機質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后，使廢水中的溶解氧得到去除，形成無氧狀態；碳酸鹽巖在無氧狀況下進行pH調節，使反應區內避免快速生成Fe(OH)₃絮體堵塞填料空隙；首級預處理區(1)出水，進入多級串聯的反應區(2)，各反應區(2)結構與內容物與首級預處理區(1)相同，廢水從碳酸鹽巖反應區通過自然跌水方式進入沉淀池的過程中進行復氧，使Fe²⁺轉化為Fe³⁺后形成Fe(OH)₃絮體在沉淀池內形成沉淀而去除。

如權利要求1所述的方法，其特征在于：首級預處理區(1)、多級串聯的反應區(2)和末級沉淀處理(3)底部均設有V型污泥儲積區，收集反應沉積的污泥，污泥儲積區底部設有排泥管，污泥通過排泥管排出；污泥儲積區與反應區之間設有網格式底板。

本發明與現有技術相比，從以上技術方案可知，主反應區，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反應池后，使廢水中的溶解氧得到去除，形成無氧狀態；碳酸鹽巖在無氧狀況下進行pH調節，使反應區內避免快速生產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氧，使Fe2+轉化為Fe3+后形成Fe(OH)3絮體在沉淀池內形成沉淀而去除。通過多級處理，使礦山廢水循環進入厭氧-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、鎘等污染物質的效果良好，能有效改善礦區的生態環境現狀，在碳酸鹽巖地區有很好的應用前景。

附圖說明

圖1為運用本發明的隔板式反應池的結構示意圖。