[發明專利]一種酸性礦井水的級聯處理系統

在審

• 申請號: 202011179596.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112321076A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 賈亞敏;李京玲;石小虎
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/10;C02F101/20;C02F103/10
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊斌華

一種酸性礦井水的級聯處理系統，屬于酸性礦井水處理領域，可解決現有酸性礦井水處理技術未實現酸性礦井水中高濃度鐵離子的回收利用，未充分發揮處理過程中物理、化學和生物等因素的協同作用的問題，本發明通過加入堿性物質調節酸堿性，實現對鐵離子的分級沉淀和回收；利用可滲透反應墻中填充基質的物理吸附作用阻止高鹽離子進入隨后的處理環節；利用微生物發酵池中微生物活動產生熱量以節約外部動力；利用多年生濕生植物的搭配及組合對酸性礦井水污染環境中不同種類污染物分解吸附的生物作用，發揮回收和處理過程中物理、化學和生物等過程的協同作用。本發明將有效回收并生成含鐵黃色素，解決礦井水凈化過程中成本高、凈化效果不理想的問題。

技術領域

本發明屬于酸性礦井水處理技術領域，具體涉及一種酸性礦井水的級聯處理系統。

背景技術

酸性礦井水是生產中礦井或已關停煤礦中產生的低pH值，并含高濃度鐵、鋁、錳、鋅等金屬離子和硫酸根離子的一種工業污水，具有污染面大，污染時間長，水質水量波動大的特點。當前酸性礦井水處理技術集中于采用物理、化學、生物和生態濕地等處理方法中的一種或兩種，通過物理、化學及生物作用，沉降、吸附或分解其中的污染成分，且在處理過程中依賴外部動力對酸性礦井水進行分級處理，尚未實現酸性礦井水中高濃度鐵離子的高效回收利用，未充分發揮處理過程中物理、化學和生物等因素的協同作用，在礦井水資源回收利用和處理過程中的經濟效益、社會效益和生態效益仍有優化空間。

發明內容

本發明針對現有酸性礦井水處理技術尚未實現酸性礦井水中高濃度鐵離子的高效回收利用，未充分發揮處理過程中物理、化學和生物等因素的協同作用的問題，提供一種酸性礦井水的級聯處理系統。

本發明是一種針對酸性礦井水中高濃度鐵離子進行沉降回收，隨后對水體進行逐級凈化的系統，各處理單元間利用水體落差的重力自流和虹吸原理等串聯連接，實現了酸性礦井水的高效回收及凈化。本發明中，通過外部加入堿性物質調節礦井水的酸堿性，實現對其中鐵離子的分級沉淀和回收；利用可滲透反應墻中填充基質的物理吸附作用阻止高鹽離子進入隨后的處理環節；利用微生物發酵池中微生物活動產生熱量以節約外部動力；利用多年生濕生植物的搭配及組合對酸性礦井水污染環境中不同種類污染物分解吸附的生物作用，充分發揮回收和處理過程中物理、化學和生物等過程的協同作用。本發明將有效回收并生成含鐵黃色素，解決礦井水凈化過程中成本較高、凈化效果不理想且不可持續的問題，實現酸性礦井水中含鐵黃色素的沉降回收、硫酸根離子生物降解、重金屬離子生物富集，低成本、低風險且具有較高的綜合效益。

本發明采用如下技術方案：

一種酸性礦井水的級聯處理系統，包括用于鐵離子選擇性沉降的回收池、裝有可滲透反應墻的第二級處理單元、物化反應池、微生物發酵池和生態濕地池，其中，回收池位于酸性礦井水排出口，位于地面以下，回收池的出水口與第二級處理單元通過跌水式進水口連接，物化反應池位于地面以下，與可滲透反應墻相鄰，一端設有入水口和入水閥門，另一端通過虹吸式排水口與微生物降解池的入水口連接，微生物降解池的出水口通過虹吸式排水口與生態濕地池連接。

所述用于鐵離子選擇性沉降的回收池的池底設有大于10°的傾角斜面，回收池內加有5.7g/L的碳酸氫鈉溶液。

所述可滲透反應墻內設有透水反應介質。

所述透水反應介質包括粉煤灰、馬蘭黃土或膨潤土中的任意一種。

所述物化反應池的池底設有傾角為1°的斜面。

所述微生物發酵池的數量為兩個。

所述物化反應池的虹吸式排水口設有軟管，軟管的管口設有環狀浮子，軟管末端設有Y型管，分別與兩個微生物發酵池連接。

所述物化反應池的池底設有石灰石層。