申請日2013.09.27

　  公開(公告)日2014.08.06

　　IPC分類號C02F9/04

　　摘要

　　本發(fā)明公開的一種酸性礦井水處理方法，由三級處理裝置串聯(lián)組成，酸性礦井水首先進入第一級處理裝置，礦井水依次流過土壤層、石灰石層、砂石層，經(jīng)過中和反應(yīng)、過濾、吸附等去除酸性礦井水中的OH-、懸浮物等污染物，處理后的出水通過重力自流進入第二級處理裝置，礦井水依次流過土壤層、粉煤灰和石灰石混合層、砂石層，經(jīng)過中和反應(yīng)、過濾、吸附等進一步去除酸性礦井水中的OH-、鐵、錳等污染物，處理后的出水通過重力自流進入第三級處理裝置，礦井水依次流過土壤層、石灰石和果殼濾料混合層、砂石層，進一步去除酸性礦井水中的OH-、顆粒物、鐵、錳等污染物，出水可外排或回用。本方法操作簡單，利用石灰石、粉煤灰、果殼濾料等廉價材料，可有效解決礦區(qū)酸性礦井水污染問題，同時降低處理成本。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種酸性礦井水處理方法，其特征在于：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(shè)在容器內(nèi)的砂石層、石灰石層、土壤層，第二級處理裝置包括依次設(shè)在容器內(nèi)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(shè)在容器內(nèi)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(shè)有入水口，下部均設(shè)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(jīng)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(jīng)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(zhì)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(jīng)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(zhì)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(zhì)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。

　　說明書

　　一種酸性礦井水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，更具體地說是一種酸性礦井水的處理方法。

　　背景技術(shù)

　　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(huán)境變?yōu)檠趸�環(huán)境，與煤相伴生的硫鐵礦被氧化，形成硫酸，導(dǎo)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(tài)、含硫量有關(guān)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(shù)量等有密切的關(guān)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(chǎn)設(shè)備，造成經(jīng)濟損失，還會影響工人身體健康， 酸性礦井水若未經(jīng)處理而直接排放，會對環(huán)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(biāo)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(zhuǎn)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(yīng)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(shù)不成熟，沒有 得到廣泛應(yīng)用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)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(shù)方案：本發(fā)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(shè)在容器內(nèi)的砂石層、石灰石層、土壤層，第二級處理裝置包括依 次設(shè)在容器內(nèi)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(shè)在容器內(nèi)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(shè)有入水口，下部均設(shè)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(jīng) 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(jīng)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(zhì)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(jīng)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(zhì)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(zhì)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(fā)明利用三級串聯(lián)的反應(yīng)裝置處理酸性礦井水，利用在中和反應(yīng)體系中的 厭氧環(huán)境，可連續(xù)釋放OH-與酸性礦井水發(fā)生中和反應(yīng)，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(qū)常見的固體廢棄物，在串聯(lián)的處理裝置中連續(xù)產(chǎn)生堿通過 中和反應(yīng)處理酸性礦井水，在反應(yīng)裝置中保持一定的積水深度以及利用土壤釋放出有機質(zhì)消 耗水中的溶解氧，使得在處理裝置中形成厭氧環(huán)境，在處理過程中可減少中和反應(yīng)形成的堿 性物質(zhì)的金屬沉積和結(jié)垢，保證OH-持續(xù)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(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實用性。