本发明专利技术公开了基于压滤作用的矿山酸性废水处理系统及处理方法，它包括一级沉淀区（1）、碱性材料池（2）、碳酸钙中和池（3）、二级沉淀区（4）、残渣池（5）以及压滤机组（6），经初级物理沉淀、初级化学沉淀、二级化学沉淀、二级物理沉淀以及压滤机组固液分离的步骤处理废水。本发明专利技术的有益效果是：综合利用物理、化学的处理方法，处理pH值过低、重金属含量过高的废水，有效降低了酸性矿山废水的重金属含量，减少了投资成本低、提高了处理效率高、同时压滤机起到既处理废水又处理残渣的作用,整个流程可以根据具体的情况选择压滤机的种类及并联安装的数量，不产生二次污染，效率高、处理量大，自动冲洗、操作方便。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于矿山酸性废水处理
技术介绍
酸性矿山废水(acid mine drainage，简称AMD)的污染是一个世界性的问题，主要是煤矿及金属矿山开采所排放的矿坑水、废石场的雨淋污水和选矿厂排出的洗矿、尾矿废水，其特点为低PH值、含高浓度的硫酸盐和可溶性的重金属离子。酸性矿山废水直接排放将会对环境造成极大的危害，由于重金属离子不同于有机物，在环境中无法被生物分解，因而一旦进入环境后就会不断地积累而难以去除，造成环境的长期污染。废水低pH值严重威胁河流中的藻类、浮游植物等生物的生长，还会污染地下水。随着矿产资源的开采利用，我国正面临着严峻的矿山酸性废水污染问题。矿山酸性废水的形成途径主要有1)矿床开采过程中，大量的地下水渗流到采矿工作面，这些矿坑水排至地表后，是酸性废水的主要来源；2)矿石加工过程中，添加酸性药剂的选矿作业流程所排放的废水是酸性废水和有害物质的重要来源；3)矿山生产过程中排放的大量含有硫化矿物的废石和尾矿，在露天堆放时不断与空气和水(或水蒸气)接触，生成金属离子和硫酸根离子。当梅雨季节时，重金属及酸根离子会溶解于水体中，并随雨水进入河流、湖泊或渗入地下，从而污染地表水及地下水。我国有大量的矿产资源，而大部分矿产以金属硫化物的形式存在。这些矿产资源在开采的过程中，通过微生物及空气中氧的作用，经夕―—g—过程后形成硫酸盐化合物而溶解于水中。如此，既增加了水中重金属离子的浓度，也使水体pH值降低。目前国内外关于矿山酸性废水的治理方法主要有物理法(吸附法)、化学法(絮凝法、沉淀法、螯合剂法)、膜处理法、及生物法(人工湿地法、微生物法)等。吸附法该方法是利用某些具有微孔结构的物质(主要为活性炭等)的吸附性能以达到净化废水的目的。活性炭对污染物的吸附能力是有限度的，饱和的活性炭不经处理而废弃必然引发资源浪费及环境污染等问题。中和法该方法是利用酸碱中和沉淀的原理，根据大部分重金属氢氧化物不溶于水或微溶于水，通过向酸性矿井水中加入一定量的碱性物质使重金属离子形成氢氧化物沉淀，以达到去除废水中重金属离子和提高废水pH的一种方法。但处理产生的废渣量大，不易处理以及可能会引发二次污染等问题。微电解絮凝法该方法以Fe-C填料为主，利用铁屑在废水中产生的电化学腐蚀作用，是电化学的氧化还原、电化学对絮体的电富集作用、电化学作用产生的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应。其也尚存一些缺点①、电解塔底的铁屑易板结，这导致Fe-C电子转移困难,而使铁颗粒上H+ — H2包裹着铁颗粒使其难以氧化溶解,而降低处理效果。②、铁碳微电解反应需在酸性条件下进行(pH—般在3-4)，这使得对pH的控制成为一个重要问题，而排出水则要求中性，两者的矛盾使得运行成本提高。③、在微电解过程中，阳极反应Fe-2e_ — Fe2+，需要及时的补充铁屑和更换残渣，增加了操作难度。硫化物沉淀浮选法主要是利用重金属硫化物在水中的溶解度比金属氢氧化物小的原理，通过加入一定量的硫化剂使重金属以硫化物形式沉淀而达到降低水中重金属浓度的方法。该方法中使用到了硫化剂，容易造成硫化物的二次污染、硫化物形成过程中pH不易控制、原料的成本较高且处理后的废水中硫含量达不到国家排放标准。高分子螯合剂法采用高分子有机螯合剂与金属离子发生螯合反应，生成稳定且不溶于水的金属螯合物来除去废水中重金属离子的方法。用于处理废水高分子螯合剂必须满足下列条件①生成的金属络合物不溶于水及酸碱中，且半径较大易于沉降。②生成的金属络合物毒性小。③稳定性要相对较好，能稳定存在。④反应过程中的螯合剂的添加量应较少，且市场价格便宜。人工湿地法由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地表生态系统，主要利用基质-微生物-植物这个复合生态系统的物理、化学、生物三重协同作用实现对污水的高度净化。但该方法也存在一些限制性因素例如部分植物的生长周期长、生长慢、吸附能力有·限且大部分的植物始于生长在中性及低碱性的水体中。微生物处理法微生物法处理酸性废水主要是利用硫酸盐还原菌(SRB)通过异化硫酸盐的生物还原反应。由于该方法操作起来较困难，较复杂。膜处理法膜分离技术是利用膜两侧的渗透压差，水中的离子在不等的渗透压力作用下，利用膜的选择透过性，将水中离子进行分离和浓缩的一种分离技术。但由于工业废水往往含有酸、碱等物质，处理条件较苛刻。且该方法处理成本较高。以上处理技术因其优点而得到一定的应用，但也因各自的缺点和局限性而难以得到推广。微电解技术主要是用铁屑和炭粒作为微电解填料，所以在水处理反应进行到一段时间后，便出现了堵塞、结块等不利现象，同时微电解反应进行前和进行后都存在着PH值调节的问题，提高了成本。硫化物沉淀法由于硫的二次污染严重，且硫化剂的成本较高等缺点使其应用受到限制。膜处理技术在一定程度上能有效的处理矿山酸性废水，但膜的制备成本及维护费用限制了该技术的广泛推广。微波法处理成本高，能耗大，设备维护费用贵，且其主要适用于对含有机物废水的处理。吸附法实质上是依靠吸附剂活性表面对重金属离子的吸引而去除重金属离子。吸附剂种类很多，最常见的是活性炭，但活性炭吸附速率较慢，且吸附容量较小，故不适于处理污染物浓度较高的废水；而活性炭再生程序复杂，也限制了它的使用范围。这些工艺大多投资成本高，废渣量大等，人工湿地技术占地面积较广，且不适于处理pH值过低，重金属含量过高的废水。寻找低成本、高效率的酸性矿山废水处理工艺已成为工业发展亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能处理pH值过低、重金属含量过高的废水且投资成本低、处理效率高、不产生二次污染的。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的基于压滤作用的矿山酸性废水处理系统，它包括一级沉淀区、碱性材料池、碳酸钙中和池、二级沉淀区、残渣池以及压滤机组，其中，一级沉淀区的废水出口与碱性材料池的废水进口相连，碱性材料池的废水出口与碳酸钙中和池的废水进口相连，碳酸钙中和池的废水出口与二级沉淀区的废水进口相连，二级沉淀区为溢流式沉淀池，一级沉淀区、碱性材料池、碳酸钙中和池以及二级沉淀区底部的残渣出口与残渣池的残渣进口相连，二级沉淀区下侧的浑浊液出口与残渣池的残渣出口与压滤机组的进口相连，压滤机组设置有两个出口，其中一个出口回流至一级沉淀区的废水进口。所述的一级沉淀区由两个串联接通的一级沉淀池组成。所述的碱性材料池由三个并联接通的碳床或者碱石灰床组成。所述的碳酸钙中和池由三个并联接通的碳酸钙床组成。 所述的二级沉淀区中设置有絮凝剂添加装置。所述的压滤机组上还设置有泥饼出口。基于压滤作用的矿山酸性废水处理方法，它包含以下的步骤(I)将矿山酸性废水排入由两个串联接通的一级沉淀池组成的一级沉淀区中进行初级物理沉淀，残渣排入残渣池中；(2)将上一步处理完成的废水排入碱性材料池中进行初级化学沉淀，利用材料的吸附性能及碱性，初次去除废水中部分重金属离子除去并提升水体的PH值，残渣排入残渣池中；(3)将上一步处理完成的废水排入碳酸钙中和池中进行二级化学沉淀，利用碳酸钙再次调节废水PH值，同时降低部分水中的重金属的含量并阻挡来自碱性材料池的碱性材料颗粒，残渣排入残渣池中；(4)将上一步处理完成的废水排入二级沉淀区中进行二级物理沉淀，二级沉淀区中上层清液本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于压滤作用的矿山酸性废水处理系统，其特征在于：它包括一级沉淀区（1）、碱性材料池（2）、碳酸钙中和池（3）、二级沉淀区（4）、残渣池（5）以及压滤机组（6），其中，一级沉淀区（1）的废水出口与碱性材料池（2）的废水进口相连，碱性材料池（2）的废水出口与碳酸钙中和池（3）的废水进口相连，碳酸钙中和池（3）的废水出口与二级沉淀区（4）的废水进口相连，二级沉淀区（4）为溢流式沉淀池，一级沉淀区（1）、碱性材料池（2）、碳酸钙中和池（3）以及二级沉淀区（4）底部的残渣出口与残渣池（5）的残渣进口相连，二级沉淀区（4）下侧的浑浊液出口与残渣池（5）的残渣出口与压滤机组（6）的进口相连，压滤机组（6）设置有两个出口，其中一个出口回流至一级沉淀区（1）的废水进口。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡继伟，李志斌，刘春，罗晋，黄先飞，
申请(专利权)人：贵州师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。