【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废弃硫铁矿池治理，具体涉及一种废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统及方法。
技术介绍
1、当前对于废弃硫铁矿平硐的治理多以简单回填封堵为主，针对无积水、无涌水矿洞效果较好、见效较快，但并未做到对污染的源头防控，实际工程中存在较多的酸性废水再次扩散和污染问题。特别是存在持续涌水情况的矿洞，因硫铁矿矿洞涌水ph值较低、水量较大，故如若不妥善处理将造成严重的生态环境问题，且存在持续涌水的硫铁矿矿洞往位于岩溶发育、地质条件复杂、山体稳定性较差的区域，该区域矿洞地质条件不明确、勘察难度大、施工危险程度高、存在主要涌水点与多个小型渗水点，贸然进入洞内施工存在较大的安全隐患。针对该类矿洞，当前缺少一种因地制宜的方法去进行治理，且如何处理洞内涌出的酸性废水也是一大难题，采用回填封堵工艺除了存在造成弥散性污染的可能外，也存在因洞内顶板水头持续升高，承受较大水压力而导致矿洞附近山体失稳的风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统及方法，能够从源头削减水量，防止酸性废水污染扩散，通过原位多级治理，达到酸性废水综合整治、源头防控的目标。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，包括酸性废水原位处理装置、导流装置、设置于平硐底部遗留废石渣表层的防渗结构、设置于超标涌水点和渗水点四周的注浆加固止水结构以及设置于破碎岩体暴露面、未超标涌水点和渗水点四周的表面封闭防渗层；所述酸性废水原位处理装置设
3、作为实施方式之一，所述表面封闭防渗层采用素混凝土喷射而成，且每立方混凝土中掺入5kg水泥基渗透结晶型防水材料和15％～25％的粉煤灰。
4、作为实施方式之一，所述注浆加固止水结构是通过设置在超标涌水点和渗水点四周的多层注浆管向围岩中注入高抗硫酸盐水泥浆后形成的。
5、作为实施方式之一，所述酸性废水原位处理装置包括沿酸性废水流向依次连通的缓冲池、还原池、中和池和沉淀池。
6、作为实施方式之一，所述还原池的顶部设置有硫化氢集气罩，所述硫化氢集气罩通过第一管道与所述沉淀池连通，且所述第一管道的末端位于所述沉淀池的液面以下。
7、作为实施方式之一，所述防渗结构包括形成于遗留废石渣表层的钝化层以及设置于所述钝化层表面的防渗覆盖层，所述钝化层是由表层废石渣与氧化钙翻拌而成。
8、作为实施方式之一，所述中和池的顶部设置有二氧化碳集气罩，所述钝化层内设置有布气花管，所述二氧化碳集气罩通过第二管道与所述布气花管连通。
9、作为实施方式之一，所述硫化氢集气罩还通过第三管道与所述布气花管连通。
10、作为实施方式之一，所述酸性废水原位处理装置至少有两个且并联设置，并完全覆盖酸性废水的漫流范围。
11、本专利技术还提供一种废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理方法，包括如下步骤：
12、首先，探明废弃硫铁矿山平硐洞内破碎岩体暴露面、涌水点和渗水点情况，对洞内基岩面主要的涌水点、渗水点位进行排查、取样和检测，明确受污染情况；
13、然后，根据探查情况及检测结果，在废弃硫铁矿山平硐中施做以上任一项所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，将破碎岩体暴露面和平硐底部遗留废石渣与水隔离，将未污染涌水和渗水引流至洞外排放，将酸性废水收集至酸性废水原位处理装置并依次进入缓冲池、还原池、中和池和沉淀池，酸性废水中的硫酸盐在还原区被硫酸盐还原菌还原为硫化氢，酸性废水中的酸性物质在中和区与石灰石作用生成二氧化碳；在还原池产生硫化氢后，先将硫化氢导入遗留废石渣中，与废石渣中重金属反应生成金属硫化物，然后将中和池产生的二氧化碳气体导入遗留废石渣中，与废石渣表层氧化钙反应生成钙基碳酸盐钝化层，并将硫化氢导入沉淀池，与废水中重金属反应生成金属硫化物沉淀。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、(1)本专利技术在超标涌水点和渗水点四周设置注浆加固止水结构，对废弃矿洞内部破碎岩体超前支护，对洞内涌水点和渗水点四周进行了封堵处理，解决了历史遗留矿洞原位治理的长效安全问题；
16、(2)本专利技术对涌水点和渗水点采用以疏代堵，清污分流，识别未污染涌水点和渗水点，并在其周围进行面部加固，并通过导流装置收集未污染涌水和渗水后导排至洞外，从源头上降低了净水与废石渣和破碎岩体暴露面接触的可能性，削减了酸性废水产生量；
17、(3)本专利技术在平硐底部遗留废石渣表层设置防渗结构，实现废水和洞内遗留废石渣的完全隔离，避免污染持续加重；
18、(4)本专利技术因地制宜，在洞口处设置酸性废水原位处理装置，实现汇流酸性废水的原位处理，不仅可以实现酸性废水的源头防控，避免污染物进一步的扩散，而且能够解决工程中常遇的征地、选址难的问题；
19、(5)本专利技术中酸性废水进入酸性废水原位处理装置后依次经过缓冲池、还原池、中和池和沉淀池，废水ph升高，酸性减弱，硫酸盐和重金属等多污染得以削减和控制，能够实现酸性废水源头防控；
20、(6)本专利技术利用还原池产生的硫化氢，强化废石渣和出水中的重金属治理，利用中和池产生的二氧化碳，强化废石渣的钝化效果，实现以废治废；
21、(7)本专利技术还原池的有机质还原层和中和池的中和层均采用模块化设计，实现方便且快速地安装、清洗和更换，工作效率大大提升。
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1.一种废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：包括酸性废水原位处理装置、导流装置、设置于平硐底部遗留废石渣表层的防渗结构、设置于超标涌水点和渗水点四周的注浆加固止水结构以及设置于破碎岩体暴露面、未超标涌水点和渗水点四周的表面封闭防渗层；所述酸性废水原位处理装置设置于平硐洞口处，用于收集并处理超标涌水点和渗水点形成的酸性废水；所述导流装置的一端位于未超标涌水点和渗水点的下方，另一端延伸至平硐外，用于将未污染涌水和渗水引流至平硐外排放。
2.如权利要求1所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述表面封闭防渗层采用素混凝土喷射而成，且每立方混凝土中掺入5kg水泥基渗透结晶型防水材料和15％～25％的粉煤灰。
3.如权利要求2所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述注浆加固止水结构是通过设置在超标涌水点和渗水点四周的多层注浆管向围岩中注入高抗硫酸盐水泥浆后形成的。
4.如权利要求1所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述酸性废水原位处理装置包括沿酸性废水流向依次连通的缓冲池、还原池、
5.如权利要求4所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述还原池的顶部设置有硫化氢集气罩，所述硫化氢集气罩通过第一管道与所述沉淀池连通，且所述第一管道的末端位于所述沉淀池的液面以下。
6.如权利要求5所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述防渗结构包括形成于遗留废石渣表层的钝化层以及设置于所述钝化层表面的防渗覆盖层，所述钝化层是由表层废石渣与氧化钙翻拌而成。
7.如权利要求6所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述中和池的顶部设置有二氧化碳集气罩，所述钝化层内设置有布气花管，所述二氧化碳集气罩通过第二管道与所述布气花管连通。
8.如权利要求7所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述硫化氢集气罩还通过第三管道与所述布气花管连通。
9.如权利要求1所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述酸性废水原位处理装置至少有两个且并联设置，并完全覆盖酸性废水的漫流范围。
10.一种废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：包括酸性废水原位处理装置、导流装置、设置于平硐底部遗留废石渣表层的防渗结构、设置于超标涌水点和渗水点四周的注浆加固止水结构以及设置于破碎岩体暴露面、未超标涌水点和渗水点四周的表面封闭防渗层；所述酸性废水原位处理装置设置于平硐洞口处，用于收集并处理超标涌水点和渗水点形成的酸性废水；所述导流装置的一端位于未超标涌水点和渗水点的下方，另一端延伸至平硐外，用于将未污染涌水和渗水引流至平硐外排放。
2.如权利要求1所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述表面封闭防渗层采用素混凝土喷射而成，且每立方混凝土中掺入5kg水泥基渗透结晶型防水材料和15％～25％的粉煤灰。
3.如权利要求2所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述注浆加固止水结构是通过设置在超标涌水点和渗水点四周的多层注浆管向围岩中注入高抗硫酸盐水泥浆后形成的。
4.如权利要求1所述的废弃硫铁矿山平硐酸性废水源头治理系统，其特征在于：所述酸性废水原位处理装置包括沿酸性废水流向依次连通的缓冲池、还原池、中和池和沉淀池。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：田靓，张安鹏，高章龙，查星星，归强，赵颖，
申请(专利权)人：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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