一种污水净化系统、污水处理系统和污水的处理方法技术方案

本发明专利技术提供一种污水净化系统，其包括填充有吸附材料的煤矿地下水库，其中，所述吸附材料选自沸石类矿物、黏土类矿物和固体废弃物中的一种或多种。该污水净化系统包括填充有吸附材料的煤矿地下水库，通过吸附材料和煤矿地下水库的配合使用，能够去除污水中的污染物，尤其是能够去除污水中的氟化物和重金属。其是能够去除污水中的氟化物和重金属。其是能够去除污水中的氟化物和重金属。

【技术实现步骤摘要】
一种污水净化系统、污水处理系统和污水的处理方法


[0001]本专利技术涉及水处理领域，具体涉及一种污水净化系统、污水处理系统和处理污水的方法。

技术介绍

[0002]矿井水作为非常规水资源近年来越来越受到重视，尤其在晋、陕、蒙、宁、甘等西部煤炭主产区，由于水资源短缺严重制约了煤炭上下游产业的发展，已大力开展了矿井水利用工作。随着《水污染防治行动计划》(水十条)的深入开展，对矿井水监管在逐渐加强，目前形势下，矿井水不管是外排还是利用，都必须处理达标。
[0003]矿井水分类中有一个重要类型就是含特殊组分矿井水，常见的含特殊组分矿井水主要有高氟矿井水和含重金属矿井水，目前绝大部分煤矿采用的“絮凝—沉淀—过滤”处理工艺无法有效去除这些特殊组分。有部分煤矿通过增加吸附工艺，利用吸附材料的吸附作用去除矿井水中的氟化物和重金属。
[0004]但这种吸附处理方法有较大缺陷，首先，目前常用的产品级高效吸附材料普遍价格较高，造成处理成本一直居高不下。其次，吸附材料在使用一段时间后，逐渐趋向吸附饱和并最终丧失工作能力，此时就必须对失效吸附剂进行再生处理，而目前常见的方法是使用强碱或强酸对吸附材料再生，产生含高浓度污染物的废液和污泥，很多属于危险废弃物，同时吸附材料再生多次淘汰后，很多也属于危险废弃物，处置较为困难。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种污水净化系统，该污水净化系统包括填充有吸附材料的煤矿地下水库，通过吸附材料和煤矿地下水库的配合使用，能够去除污水中的污染物，尤其是能够去除污水中的氟化物和重金属。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种与目的之一相对应的污水处理系统。
[0007]本专利技术的目的之三在于提供一种与上述目的相对应的应用。
[0008]本专利技术的目的之四在于提供一种与上述目的相对应的污水的处理方法。
[0009]为实现上述目的之一，本专利技术采取的技术方案如下：
[0010]一种污水净化系统，其包括填充有吸附材料的煤矿地下水库，
[0011]其中，所述吸附材料选自沸石类矿物、黏土类矿物和固体废弃物中的一种或多种。
[0012]本申请的专利技术人经研究发现，填充在煤矿地下水库中的吸附材料能够与煤矿地下水库中存在的破碎岩体产生协同作用，能够更有效地净化污水。并且，由于在将吸附材料填充到煤矿地下水库时，通常采用前部采煤、后部填充的方式，将吸附材料填入采空区后，吸附材料不但能起到净化污水的目的，还能实现减少开采破坏和地表沉陷的作用。
[0013]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述沸石类矿物选自方沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、菱沸石、和丝光沸石中的一种或多种，所述黏土类矿物选自高岭土、膨润土、蒙脱石、蛭石和埃洛石、海泡石、坡缕石和伊利石中的一种或多种，所述固体废弃物选自粉煤
灰、炉渣、氧化铝赤泥、采矿废石、混凝土废渣和建筑废料中的一种或多种。
[0014]根据本专利技术，沸石类矿物和黏土类矿物在自然界中分布广泛、储量大且价格低廉，固体废弃物更是价廉易得，以这些物质作为吸附材料，一方面可以降低成本，另一方面可以在吸附材料吸附饱和后不再生，可直接排入井下采空区或废弃巷道，或者作为井下黄泥灌浆材料，避免了吸附材料再生的缺陷。尤其是粉煤灰和炉渣的利用还起到了“以废治废”的作用，同时解决了粉煤灰的处理难题。
[0015]根据本专利技术，对所述固体废弃物进行物理化学改性处理后，能够使固体废弃物具有更好的离子交换性和吸附性，可以进一步提高净化效率。所述物理化学改性处理的方式包括但不限于酸改性、碱改性、火法改性、氧化物混合改性和矿物改性中的一种或多种。
[0016]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述吸附材料的粒径为0.01mm～1mm。
[0017]根据本专利技术，为了增加吸附材料与污水例如矿井水的接触面积从而提高吸附效果，吸附材料一般选用颗粒状或粉末状，同时由于主要目的不是为了避免沉陷破坏，对填充密实度没有要求，因此当采空区倾角大时，可采用自溜来完成填充，当采空区倾角小时可采用风力填充工艺，将吸附材料通过管路吹入采空区。相对传统的矸石填充，吸附材料的填充工艺较为简单，易于实现。
[0018]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述吸附材料的充填率为10％～50％。
[0019]在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述吸附材料的充填率为20％～40％。
[0020]在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述吸附材料的充填率为25％～35％。
[0021]根据本专利技术，所述吸附材料的充填率可以列举为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％以及它们之间的任意值。
[0022]根据本专利技术，所述充填率指填充的吸附材料相对于采出的煤矿的重量百分比。
[0023]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述煤矿地下水库的长度为500m～3000m；和/或所述煤矿地下水库的倾角为0
°
～15
°
。
[0024]在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述煤矿地下水库的长度为1500m～2500m，优选地，所述煤矿地下水库的长度为1800m～2200m。
[0025]在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述煤矿地下水库的倾角为0
°
～5
°
，优选为0
°
～2
°
。
[0026]根据本专利技术，煤矿地下水库是由井下采空区加以改建，利用煤柱与人工坝体形成地下储水库。煤矿地下水库具有面积大、储水量大、可人工控制矿井水在库内的停留时间的特点，并且库内破碎岩体通过过滤、吸附和交换作用对矿井水有很好的净化作用。
[0027]为实现上述目的之二，本专利技术采取的技术方案如下：
[0028]一种污水处理系统，其包括依次连接的上述的污水净化系统和吸附装置，其中，所述吸附装置内填充有所述吸附材料。
[0029]根据本专利技术，吸附装置能够对从污水净化系统中流出的经污水净化系统处理的水进行再次处理，进一步去除残存的污染组分，达到与污水净化系统协同的作用。
[0030]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述吸附装置选自吸附罐、吸附床和吸附塔中的一种或多种。
[0031]根据本专利技术，当以吸附罐作为吸附装置时，吸附罐的数量和连接方式不受限制，例如吸附罐的数量可以是一个或多个，连接方式可以是串联或并联，本领域技术人员可以根
据需要进行选择。
[0032]根据本专利技术，吸附装置中填充的吸附材料与煤矿地下水库中填充的吸附材料可以相同也可以不同。
[0033]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述吸附材料在所述吸附装置内的填充量为100m3～5000m3。
[0034]根据本专利技术，吸附装置可以设置在井下巷道中。
[0035]为实现上述目的之三，本专利技术采取的技术方案如下：
[0036]一种上述的污水净化系统或上述的污水处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水净化系统，其包括填充有吸附材料的煤矿地下水库，其中，所述吸附材料选自沸石类矿物、黏土类矿物和固体废弃物中的一种或多种，优选地，所述沸石类矿物选自方沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、菱沸石、和丝光沸石中的一种或多种，所述黏土类矿物选自高岭土、膨润土、蒙脱石、蛭石和埃洛石、海泡石、坡缕石和伊利石中的一种或多种，所述固体废弃物选自粉煤灰、炉渣、氧化铝赤泥、采矿废石、混凝土废渣和建筑废料中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的污水净化系统，其特征在于，所述吸附材料的粒径为0.01mm～1mm；和/或所述吸附材料的充填率为10％～50％，优选为20％～40％，更优选为25％～35％。3.根据权利要求1或2所述的污水净化系统，其特征在于，所述煤矿地下水库的长度为500m～3000m；和/或所述煤矿地下水库的倾角为0
°
～15
°
。4.一种污水处理系统，其包括依次连接的权利要求1-3中任一项所述的污水净化系统和吸附装置，其中，所述吸附装置内填充有所述吸附材料。5.根据权利要求4所述的污水处理系统，其特征在于，所述吸附装置选自吸附罐、吸附床和吸附塔中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾大钊，李庭，李井峰，何瑞敏，郭洋楠，苏双清，蒋斌斌，郭强，张海琴，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：