一种酸性矿山废水处理系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种酸性矿山废水处理系统及其使用方法，属于酸性矿山废水处理技术领域，一种酸性矿山废水处理系统，包括除铁装置、中和装置和控制装置，其特征在于：所述除铁装置包括调节池、设置在调节池侧端的注入管、设置在调节池旁的反应机构、连接反应机构与调节池的第一输送机构、设置在反应机构旁的铁沉淀池、连接反应机构和铁沉淀池的第一连接管；中和装置包括设置在铁沉淀池旁的中和机构、连接铁沉淀池与中和机构的第二输送机构、设置在中和机构旁的中和沉淀池、连接中和机构和中和沉淀池的第二连接管、设置在中和沉淀池一侧的第三输送机构与虹吸机构。本发明专利技术可以实现对酸性矿山废水进行处理、实现资源回收利用和矿洞填充的功能。充的功能。充的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种酸性矿山废水处理系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及酸性矿山废水处理
，具体涉及一种酸性矿山废水处理系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]金属矿产资源的过度开采对矿山环境的破坏越来越严重；采矿过后会滞留大量已经停止开采或者被废弃的矿洞；而废弃矿洞会对地下岩层造成破坏和变形，容易引发地质灾害，如塌陷、地震等。并且在长时间暴露在外界情况下，废弃矿洞中往往会存在大量积水，而在微生物和水的作用下，废矿石或矿渣中的硫化物矿物往往会被氧化，产生酸性矿井排水(酸性矿山废水)，这是一种典型的pH值极低、Fe、Mn含量高的废水；重金属不可生物降解，会随着生态系统在生物体中积累，导致各种疾病，一旦出现，就很难控制，并对其流动的生态系统构成严重威胁，不仅容易造成地下水污染，影响周边地区的水资源供应和生态环境；还会造成地表沉降，存在坍塌、溃坝等安全隐患，对周边居民和建筑物造成威胁的；为了限制污染物对周围环境的有害影响，对于废弃矿洞的治理和管理非常重要，必须在酸性矿山废水释放之前采取有效的处理方法；如填埋、固化、封闭等，以减少其对环境和人类的危害。
[0003]由于酸性矿山废水中硫氧化细菌的存在和湍流的影响，酸性矿山废水中的Fe通常以Fe
3+
的形式存在，在现阶段的酸性矿山废水处理过程中忽略了溶液中OH
‑
的增加导致Fe
3+
以铁羟基化合物的形式沉淀，如氢氧化铁、α
‑
FeOOH和γ
‑
FeOOH等物，阻碍酸性矿山废水与碱性中和剂反应，使得酸性矿山废水处理效果不明显。
[0004]目前大多数酸性矿山废水的处理都是采用碱性中和剂与之反应，虽然能够处理酸性矿山废水但是产生的沉淀物的处理并没有好的办法处理，例如中国专利(CN115072902A)所述的一种高效去除酸性矿山废水中铁锰金属离子的工艺通过氢氧化钙调pH沉淀Fe，通过电石渣调节pH沉淀Mn。该方法虽然处理了酸性矿山废水，但是产生的污泥没有进行处理，会对环境产生影响。
[0005]因此，为了解决上述问题，本文提出一种酸性矿山废水处理系统及其使用方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提出可以从酸性矿山废水中进行资源回收、对酸性矿山废水进行治理、可以利用治理产物对矿洞采空区和巷道填充的一种酸性矿山废水处理系统。
[0007]为了达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种酸性矿山废水处理系统，包括除铁装置、中和装置和控制装置，其特征在于：所述除铁装置包括调节池、设置在调节池侧端的注入管、设置在调节池底部的排泥管、设置在调节池旁的反应机构、连接反应机构与调节池的第一输送机构、设置在反应机构旁的铁沉淀池、连接反应机构和铁沉淀池的第一连接管；所述中和装置包括设置在铁沉淀池旁的中和机构、连接铁沉淀池与中和机构的第二输送机构、设置在中和机构旁的中和沉淀池、连接中和机构和中和沉淀池的第二连接管、设置在中和沉淀池一侧的第三输送机构与虹吸机构；所述控制装置包括工作
台、设置在工作台上端的控制面板和太阳能板、安装在工作台内部的电池。
[0008]进一步的，所述调节池、铁沉淀池和中和沉淀池侧壁均设置有泥位监测仪；所述第一输送机构、第二输送机构和第三输送机构均包括固定安装在各池侧壁一定高度的抽液泵、固定连接抽液泵输出端的输液管；所述泥位监测仪、抽液泵均电性连接至控制面板。
[0009]进一步的，所述反应机构包括反应塔、等距圆周安装在反应塔内部顶端的多个反应喷头、设置在反应塔内部底端的循环泵、固定连接循环泵输出端和反应喷头总管的带单向阀循环管、设置在反应塔内部侧壁的PH传感器和液位传感器、安装在反应塔侧壁的氨气注入机构、设置在反应塔底端的带有第一出液电磁阀的出液口；第一输送机构的输液管末端固定连接反应喷头总管；所述第一连接管固定连接出液口下端；循环泵、PH传感器、液位传感器和第一出液电磁阀均电性连接至控制面板。
[0010]进一步的，所述氨气注入机构包括安装在反应塔侧壁的氨气罐、空气压缩机和混合箱、混合箱内部设置有浓度传感器、固定连接反应塔顶部和混合箱侧壁的带止回阀回流管、固定连接混合箱和反应塔内部的带曝气头气管；所述氨气罐、空气压缩机的出口通过连通管固定连接至混合箱、混合箱通过进气管固定连接至反应塔中下位置；所述氨气罐、空气压缩机和浓度传感器均电性连接至控制面板。
[0011]进一步的，所述中和机构包括设置在铁沉淀池旁的中和塔、等距圆周安装在中和塔内部顶端的多个中和喷头、设置在中和塔中部的中和仓、安装在中和仓内部的中和剂、等距均匀设置在中和仓底端0.5cm～1cm的输出孔、设置在中和塔底端的收集仓；第二输送机构的输液管末端固定连接中和喷头总管；所述第二连接管固定连接收集仓下端。
[0012]进一步的，所述中和剂成分为方解石、白云石、氢氧化钙和絮凝剂中的一种或多种混合物，所述方解石粒径为2～3cm，白云石粒径为1～2cm，氢氧化钙粒径为1～2cm。
[0013]进一步的，所述控制面板内部设置有控制单元、警报器、计时器，外表面设置有显示屏、控制旋钮。
[0014]进一步的，所述一种酸性矿山废水处理系统中各机构均采用耐腐蚀材料制成。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种酸性矿山废水处理系统的使用方法，其特征在于：
[0016]S1、在使用本系统进行处理前需要将中和药剂置入中和仓内部，然后挑选合适位置安装反应机构和中和机构、根据所安装的反应机构和中和机构位置选择合适位置制作调节池、铁沉淀池和中和沉淀池，并在调节池、铁沉淀池和中和沉淀池合适位置安装泥位监测仪和抽液泵(抽液泵入口高于泥位监测仪监测高度)；然后将输液管的一端与抽液泵输出口相连，同时将输液管的另一端与相应机构相连；将控制装置安装在合适位置，将位于工作台上的控制面板、太阳能板和电池相连接，然后通过控制线将与控制面板电性连接的各元器件连接至控制面板，实现本系统在使用前的各机构安装；
[0017]S2、当装置安装完毕后，通过操作工作台上的控制面板实现对控制面板所电性控制的各元器件的初始设置，完成使用前的准备工作；
[0018]S3、当完成准备工作后，工作人员通过注入管将酸性矿山废水抽取至调节池内部进行初步沉淀后，通过第一输送机构的抽液泵均匀抽取酸性矿山废水至总管并通过反应喷头将酸性矿山废水喷淋至反应塔内部；在喷淋的同时，控制面板自动控制氨气罐和空气压缩
‑
机进行动作，将氨气和压缩空气注入混合箱形成混合气体，在浓度传感器反馈下及时将
混合箱内部混合气体的空气与氨气的比例调整到2～4：3～6范围内，并输入反应塔内部使其与喷淋进反应塔内部的酸性矿山废水进行反应；在此过程中当液位传感器监测到反应塔内部的液位高度达到所设置的监测值时，控制面板自动控制第一输送机构的抽液泵停止工作，同时控制循环泵动作，将位于反应塔底部的酸性矿山废水通过循环机构和反应喷头进行重复喷洒，使酸性矿山废水充分与混合气体进行反应，在此过程中未酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性矿山废水处理系统，包括除铁装置(1)、中和装置(2)和控制装置(3)，其特征在于：所述除铁装置(1)包括调节池(11)、设置在调节池(11)侧端的注入管(12)、设置在调节池(11)底部的排泥管(13)、设置在调节池(11)旁的反应机构(14)、连接反应机构(14)与调节池(11)的第一输送机构(15)、设置在反应机构(14)旁的铁沉淀池(16)、连接反应机构(14)和铁沉淀池(16)的第一连接管(17)；所述中和装置(2)包括设置在铁沉淀池(16)旁的中和机构(21)、连接铁沉淀池(16)与中和机构(21)的第二输送机构(22)、设置在中和机构(21)旁的中和沉淀池(23)、连接中和机构(21)和中和沉淀池(23)的第二连接管(24)、设置在中和沉淀池(23)一侧的第三输送机构(25)与虹吸机构(26)；所述控制装置(3)包括工作台(31)、设置在工作台(31)上端的控制面板(32)和太阳能板(33)、安装在工作台(31)内部的电池。2.根据权利要求1所述的一种酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述调节池(11)、铁沉淀池(16)和中和沉淀池(23)侧壁均设置有泥位监测仪(111)；所述第一输送机构(15)、第二输送机构(22)和第三输送机构(25)均包括固定安装在各池侧壁一定高度的抽液泵(151)、固定连接抽液泵(151)输出端的输液管(152)；所述泥位监测仪(111)、抽液泵(151)均电性连接至控制面板(32)。3.根据权利要求1所述的一种酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述反应机构(14)包括反应塔(141)、等距圆周安装在反应塔(141)内部顶端的多个反应喷头(142)、设置在反应塔(141)内部底端的循环泵(143)、固定连接循环泵(143)输出端和反应喷头(142)总管的带单向阀循环管(144)、设置在反应塔(141)内部侧壁的PH传感器(145)和液位传感器(146)、安装在反应塔(141)侧壁的氨气注入机构(147)、设置在反应塔(141)底端的带有第一出液电磁阀(149)的出液口(148)；第一输送机构(15)的输液管(152)末端固定连接反应喷头(142)总管；所述第一连接管(17)固定连接出液口(148)下端；循环泵(143)、PH传感器(145)、液位传感器(146)和第一出液电磁阀(149)均电性连接至控制面板(32)。4.根据权利要求3所述的一种酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述氨气注入机构(147)包括安装在反应塔(141)侧壁的氨气罐(147
‑
1)、空气压缩机(147
‑
2)和混合箱(147
‑
3)、混合箱(147
‑
3)内部设置有浓度传感器(147
‑
4)、固定连接反应塔(141)顶部和混合箱(147
‑
3)侧壁的带止回阀回流管(147
‑
5)、固定连接混合箱(147
‑
3)和反应塔(141)内部的带曝气头气管(147
‑
6)；所述氨气罐(147
‑
1)、空气压缩机(147
‑
2)的出口通过连通管固定连接至混合箱(147
‑
3)、混合箱(147
‑
3)通过进气管(147
‑
4)固定连接至反应塔(141)中下位置；所述氨气罐(147
‑
1)、空气压缩机(147
‑
2)和浓度传感器(147
‑
4)均电性连接至控制面板(32)。5.根据权利要求1所述的一种酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述中和机构(21)包括设置在铁沉淀池(16)旁的中和塔(211)、等距圆周安装在中和塔(211)内部顶端的多个中和喷头(212)、设置在中和塔(211)中部的中和仓(213)、安装在中和仓(213)内部的中和剂(214)、等距均匀设置在中和仓(213)底端0.5cm～1cm的输出孔(215)、设置在中和塔(211)底端的收集仓(216)；第二输送机构(22)的输液管(152)末端固定连接中和喷头(142)总管；所述第二连接管(24)固定连接收集仓(216)下端。6.根据权利要求5所述的一种酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述中和剂(214)成分为方解石、白云石、氢氧化钙和絮凝剂中的一种或多种混合物；所述方解石粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建洪，杨顺富，朱彬，张亘，作建芬，舒俊宇，黄玥娜，程明豪，谢鑫，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：