一种矿山酸性废水生态处理系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿山酸性废水生态处理系统及其处理方法，属于水污染治理领域。本发明专利技术的生态处理系统，包括DOM反应沉淀池单元、生物炭基滤池单元和人工湿地净化单元；矿山酸性废水首先通过废水进水管和生物炭衍生DOM混合后进入DOM反应沉淀池单元，在反应沉淀池内进行氧化还原反应和泥水分离；DOM反应沉淀池单元混合液溢流进入生物炭基滤池单元，经过微生物及填料净化后的废水溢流排入人工湿地净化单元，在末端深度净化后达标排放。本发明专利技术对矿山酸性废水中的阴、阳重金属离子及硫酸盐等污染物均有较好的去除效果，具有结构简单、便于维护、“以废治废”的特点，能够在低投资、低运行成本的情况下解决矿山酸性废水难处理、治理成本高的难题。本高的难题。本高的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种矿山酸性废水生态处理系统及其处理方法


[0001]本专利技术属于水污染治理领域，更具体地说，涉及一种矿山酸性废水生态处理系统及其处理方法。

技术介绍

[0002]矿产资源是经济社会发展的重要物质基础。矿产资源在开发和利用过程中会产生大量的矿山废水，其中矿山酸性废水(AMD)的污染范围最广，对自然环境的危害程度最大。AMD是指当岩石中的硫化物矿物暴露于大气或氧化环境中时，在特定条件下形成的酸性、含有大量硫酸盐和重金属离子的废水。由于AMD具有低pH值、高浓度的硫酸盐以及高含量的重金属离子特点，因此AMD的处理往往是复杂的、昂贵的，并且往往由于矿区现场条件的限制，使得AMD的妥善治理具有很大的挑战性。
[0003]目前国内外关于AMD的治理方法主要有微生物法、中和沉淀法、吸附法、人工湿地法等。以上这些方法经过多年的发展因其各自的优点而得到一定应用，但往往都因其各自的技术局限性而未得到广泛推广。
[0004]微生物法主要是利用硫酸盐还原菌在厌氧环境下通过硫酸盐还原作用，将SO
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还原为S2‑
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与废水中的重金属离子结合形成溶解度较低的金属硫化物，从而起到去除硫酸盐和重金属离子的目的。微生物法具有处理费用低、工艺运行稳定的特点，然而微生物的生长和活性受废水中重金属离子的影响较大，且AMD中往往缺少微生物生长所需的碳源，当碳源不足时会严重影响出水水质。
[0005]中和沉淀法是通过向AMD中投加中和剂，从而调节废水pH，并使废水中重金属离子形成不溶性氢氧化物沉淀以实现废水净化的目的。中和沉淀法对于高浓度值、出水量大的AMD具有反应迅速、操作简单的特点，然而在反应过程中需要消耗大量的中和剂，处理后也会产生大量残渣，易产生二次污染。
[0006]吸附法主要是通过吸附剂表面的多孔结构或活性基团与废水中污染物发生物理化学作用从而实现污染物去除的方法。与其他方法相比，吸附法具有选择性强、操作简单的特点，但由于目前的市售吸附剂价格普遍偏高，吸附剂易吸附饱和，从而影响其对污染物的去除性能。
[0007]人工湿地法是通过构建土壤
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人工介质
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植物
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微生物生态系统，将过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用集于一体，共同实现废水中污染物去除的目的。人工湿地适合大面积矿山废水末端治理，具有出水水质稳定，耐冲击负荷强等特点，但受环境因素影响较大，而且当AMD中硫酸盐和重金属离子含量较大时对植物具有毒害作用。。
[0008]经检索，中国专利公布号CN 116217019 A，公开日为：2023.06.06的专利文献，公开了一种矿山酸性废水净化处理的装置及方法，装置包括处理箱、药剂投放组件、搅拌混合组件和压滤组件；药剂投放组件包括卡接在处理箱内部的装填圆盘、与装填圆盘螺纹连接的传动丝杠、卡接在传动丝杠上的搅拌棒和为传动丝杠提供动力的动力电机；搅拌混合组
件包括设在处理箱内部的网筒和两个滑动卡接在网筒内部的升降板；两个升降板分别与传动丝杠螺纹连接；压滤组件包括设在处理箱内部的压滤套、套设在压滤套外部的外套、卡接在外套内部的过滤棒、与压滤套卡接的压盘和设在处理箱下底面且输出轴上设有与压盘螺纹连接的压滤丝杠的压滤电机；该专利技术需要添加大量的药剂，针对不稳定的水体污染时，要么容易发生二次污染，要么净化效果较差。

技术实现思路

[0009]1、要解决的问题
[0010]针对现有各种AMD的治理方法存在易发生二次污染或净化效果较差的问题，本专利技术提供一种矿山酸性废水生态处理系统及其处理方法，通过生物炭衍生DOM对矿山酸性废水进行氧化还原反应，具有操作简单、管理便捷、出水水质好、耐冲击负荷强、适用范围广等特点，达到低投资、低运行成本的情况下解决矿山酸性废水难处理、治理成本高的技术效果。
[0011]2、技术方案
[0012]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0013]一种矿山酸性废水生态处理系统，包括DOM(Dissolved Organic Matter可溶性有机物)反应沉淀池单元；所述DOM反应沉淀池单元包括DOM储存罐和反应沉淀池，两者通过DOM输送管连通；所述DOM储存罐内储存有生物炭衍生DOM；矿山酸性废水(AMD)和生物炭衍生DOM在反应沉淀池中进行氧化还原反应。所述生物炭衍生DOM为园林废弃物水热炭化液相产物或园林废弃物高温热解炭水洗液，生物炭衍生DOM的添加可为硫酸盐还原菌、湿地植物提供生长所需碳源和养分，且富含多种活性官能团，能够参与重金属的氧化还原过程，较好地解决了矿山酸性废水中缺乏碳源和养分的问题。
[0014]作为技术方案的进一步改进，DOM输送管上设置计量泵，控制生物炭衍生DOM的添加量；所述反应沉淀池里的生物炭衍生DOM含量为300～500mg C/L，通过该含量来限定生物炭衍生DOM的添加量，使之在避免发生二次污染的前提下，达到排水标准的净化效果。
[0015]作为技术方案的进一步改进，还包括生物炭基滤池单元，将生物炭衍生DOM参与重金属的氧化还原过程后的杂质进行吸附、沉淀、中和等进一步的处理；所述生物炭基滤池单元包括池本体以及池本体内的填料层，填料层由下至上依次为钢渣填料层、生物炭填料层和砾石填料层；所述反应沉淀池的上部通过沉淀池出水管与池本体的底部连通。钢渣中含有的碱性成分能够对矿山酸性废水进行中和，提高废水pH，防止酸性过高抑制微生物生长，并对废水中的重金属离子具有吸附、沉淀脱除的效果；生物炭采用园林废弃物制备得到，具有成本低廉、比表面积大、表面官能团丰富、吸附性能强等特点，并且生物炭丰富的多孔结构能够为硫酸盐还原菌提供良好的附着环境，使其在复杂环境中依然能高效将SO
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与废水中的重金属离子结合形成溶解度较低的金属硫化物，从而起到去除硫酸盐和重金属离子的目的；砾石具有均匀布水、防止滤料流失、易挂膜的特点，可以起到承托层的作用。
[0016]作为技术方案的进一步改进，填料层外部以及各填料层之间均设有填料层格栅框架，方便分层管理；格栅框架还可以设计为一种类似抽屉的前后抽动式活动容器，在填料层格栅框架所在高度的容器框侧壁上开设有检查更换口，填料层格栅框架可通过检查更换口
在容器框内进出，以便维护管理。
[0017]作为技术方案的进一步改进，生物炭填料层里的生物炭为园林废弃物在水热反应釜中水热反应得到的水热炭或在管式炉中高温厌氧烧制而成的热解炭，制作方便，成本低，而且碳源充足。
[0018]作为技术方案的进一步改进，钢渣填料层里的钢渣粒径为2～6mm；所述生物炭填料层中生物炭粒径为1～4mm；所述砾石填料层里的砾石粒径为8～20mm；所述钢渣填料层、生物炭填料层和砾石填料层的体积比为1
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[0019]作为技术方案的进一步改进，还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿山酸性废水生态处理系统，其特征在于：包括DOM反应沉淀池单元(1)；所述DOM反应沉淀池单元(1)包括DOM储存罐(1.3)和反应沉淀池(1.7)，两者通过DOM输送管(1.4)连通；所述DOM储存罐(1.3)内储存有生物炭衍生DOM，所述生物炭衍生DOM为园林废弃物水热炭化液相产物或园林废弃物高温热解炭水洗液；矿山酸性废水和生物炭衍生DOM在反应沉淀池(1.7)中进行氧化还原反应。2.根据权利要求1所述的一种矿山酸性废水生态处理系统，其特征在于：所述DOM输送管(1.4)上设置计量泵(1.5)；所述反应沉淀池(1.7)里的生物炭衍生DOM含量为300～500mg C/L。3.根据权利要求1所述的一种矿山酸性废水生态处理系统，其特征在于：还包括生物炭基滤池单元(2)；所述生物炭基滤池单元(2)包括池本体以及池本体内的填料层，填料层由下至上依次为钢渣填料层(2.3)、生物炭填料层(2.4)和砾石填料层(2.5)；所述反应沉淀池(1.7)的上部通过沉淀池出水管(1.10)与池本体的底部连通。4.根据权利要求3所述的一种矿山酸性废水生态处理系统，其特征在于：所述填料层外部以及各填料层之间均设有填料层格栅框架(2.2)。5.根据权利要求3所述的一种矿山酸性废水生态处理系统，其特征在于：所述生物炭填料层(2.4)里的生物炭为园林废弃物在水热反应釜中水热反应得到的水热炭或在管式炉中高温厌氧烧制而成的热解炭。6.根据权利要求3所述的一种矿山酸性废水生态处理系统，其特征在于：所述钢渣填料层(2.3)里的钢渣粒径为2～6mm；所述生物炭填料层(2.4)中生物炭粒径为1～4mm；所述砾石填料层(2.5)里的砾石粒径为8～20mm；所述钢渣填料层(2.3)、生物炭填料层(2.4)和砾石填料层(2.5)的体积比...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪世旭，钱元弟，申书威，何兆芳，孙亮，张强，刘晓松，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：