[發明專利]一種酸性礦井水處理方法

有效

• 申請號: 201310450175.8
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103466842A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李向東;馮啟言
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及環境工程領域，更具體地說是一種酸性礦井水的處理方法。

背景技術

煤礦酸性礦井水是指pH值在3.0-6.5之間的礦山廢水。礦井水的酸性主要是由于采煤活動的影響，原來的還原環境變為氧化環境，與煤相伴生的硫鐵礦被氧化，形成硫酸，導致pH值下降，就形成了酸性礦井水。酸性礦井水的形成除與煤的賦存狀態、含硫量有關外，還和礦井的空氣流通狀況、涌水量以及微生物的種類和數量等有密切的關系。酸性礦井水是煤礦開采過程中的一大污染源，不僅腐蝕井下生產設備，造成經濟損失，還會影響工人身體健康，酸性礦井水若未經處理而直接排放，會對環境中的水體、土壤、植物造成嚴重污染，同時也浪費了寶貴的水資源。

目前，酸性礦井水的處理工藝有中和法、微生物法、人工濕地法等。常用的是石灰或石灰石中和法，石灰中和法處理后的出水中，存在著大量的H₂CO₃，使出水pH值難以達到中國污水綜合排放標準6～9的要求，一般只能維持在5.5左右，且對二價鐵的去除率低；而石灰乳中和法的運轉費用昂貴，中和沉淀后，生成物為硫酸鈣，氧化鐵以及未完全反應的石灰和碳酸鈣的膠狀混合物，易造成二次污染。此外，生化處理、人工濕地等技術不成熟，沒有得到廣泛應用。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服已有技術中的不足，提供了一種方法簡單、操作管理方便、成本低的酸性的礦井水處理方法。

技術方案：本發明的酸性礦井水處理方法，利用有落差的三級處理裝置進行進行處理，第一級處理裝置包括依次設在容器內的砂石層、石灰石層、土壤層，第二級處理裝置包括依次設在容器內的砂石層、粉煤灰/石灰石層、土壤層，第三級處理裝置包括依次設在容器內的砂石層、果殼濾料/石灰石層、土壤層，三級處理裝置的容器上部均設有入水口，下部均設有出水口，處理方法步驟如下：

a、將酸性礦井水引入第一級處理裝置中，酸性礦井水在第一級處理裝置中向下分別流經土壤層、石灰石層、和砂石層，其中：土壤層的厚度為40-50cm，石灰石層的厚度為90-120cm，砂石層的厚度為25-35cm，土壤層上覆水的深度為35-55cm；

b.第一級處理裝置處理后的礦井水通過重力自流進入第二級處理裝置，礦井水在第二級處理裝置中向下分別流經土壤層、石灰石和粉煤灰混合層、砂石層；其中：土壤層的厚度為40-50cm，石灰石和粉煤灰層的厚度為80-110cm，砂石層的厚度為25-35cm，土壤層上覆水的深度為30-50cm；第二級處理裝置中石灰石和粉煤灰的質量比為1:1～2:1；

c、第二級處理裝置處理后的出水通過重力自流進入第三級處理裝置，礦井水在第三級處理裝置中向下分別流經土壤層、石灰和果殼濾料混合層、砂石層；其中：土壤層的厚度為45-60cm，石灰石和果殼濾料層的厚度為80-100cm，砂石層的厚度為25-35cm，土壤層上覆水的深度為25-40cm；第三級處理裝置中石灰石和果殼濾料的質量比為1:1～1:3；礦井水在第三級處理裝置中進一步去除礦井水中的H⁺、懸浮物、Fe、Mn等污染物，出水從底部由管道引出外排或回用。

所述各級處理裝置中土壤層中的土壤有機質的含量為8.0～12.0g/kg。

所述第一級處理裝置與第二級處理裝置兩級之間的高度差為1.0-2.0m；第二級處理裝置與第三級處理裝置兩級之間的高度差為1.0-1.5m。

有益效果：本發明利用三級串聯的反應裝置處理酸性礦井水，利用在中和反應體系中的厭氧環境，可連續釋放OH^-與酸性礦井水發生中和反應，同時利用土壤、粉煤灰、果殼濾料等材料的吸附性能去除礦井水中鐵、錳等金屬離子，在處理過程中，利用粉煤灰可減少對石灰石的使用量，同時充分利用礦區常見的固體廢棄物，在串聯的處理裝置中連續產生堿通過中和反應處理酸性礦井水，在反應裝置中保持一定的積水深度以及利用土壤釋放出有機質消耗水中的溶解氧，使得在處理裝置中形成厭氧環境，在處理過程中可減少中和反應形成的堿性物質的金屬沉積和結垢，保證OH^-持續從石灰石、粉煤灰中釋放；礦井水中的重金屬通過吸附作用而去除。本方法操作簡單可靠，利用重力自流運行費用低，可減少常用方法酸性礦井水處理成本的40-60%，在本技術領域內具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的酸性礦井水處理工藝流程圖。

具體實施方式

下結合附圖對本發明的實施作進一步的說明：