專利名稱：一種處理酸性礦山廢水的反應池及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種處理酸性礦山廢水的反應池及方法，屬于污水處理技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
我國西南地區(qū)含有大量的金屬礦產(chǎn)和煤礦資源，大部分金屬礦山及煤礦都以金屬硫化物的形式存在?，F(xiàn)開采的與已廢棄的金屬礦山或煤礦中的硫化物暴露于空氣中，在氧和微生物的作用下，經(jīng)ず——過程后形成硫酸鹽化合物而溶解于水中，如此，不僅増加了水中重金屬離子的濃度，而且提高了水體的酸性(即降低了水體的PH值)。酸性礦山廢水pH值低、酸度大，且含有大量重金屬，一般不能直接循環(huán)利用，通常排入礦山附近的河流、湖泊等水體，使水體的PH值發(fā)生變化，抑制或阻止了細菌及微生物 的生長，妨礙水體的自浄。酸性水與水體中的礦物質(zhì)相互作用生成某些鹽類，對淡水生物和植物的生長產(chǎn)生不良影響，導致礦區(qū)周圍水體嚴重污染，引起魚類、藻類、浮游生物等絕大多數(shù)水生生物死亡，并且破壞土壤團粒結(jié)構(gòu)，使土地板結(jié)，農(nóng)作物枯黃；在缺氧狀態(tài)下，酸性礦山廢水中大量.受硫酸鹽還原菌類作用，產(chǎn)生H2S氣體，H2S氣體對生物體具有嚴重的毒害作用；酸性廢水對水泵配件、管材、坑道設備產(chǎn)生強烈的腐蝕破壞作用，致使設備維修頻繁。如果天然水體長期受到酸污染，會使水質(zhì)逐漸酸化，因而對礦業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的負面影響，而且一旦進入環(huán)境后就會不斷地積累而難以去除，造成環(huán)境的長期污染，還會污染地下水，一旦污染發(fā)生，難以治理。所以對酸性廢水的處理顯得尤為重要。酸性礦山廢水的污染是ー個世界性的問題，主要是煤礦及金屬礦山開采所排放的礦坑水、廢石場的雨淋污水和選礦廠排出的洗礦、尾礦廢水。目前國內(nèi)外關(guān)于礦山酸性廢水的治理方法主要有物理法(吸附法)、化學法(絮凝法、沉淀法、螯合劑法)、膜處理法及人工濕地法等。而中和沉淀法是處理酸性礦山廢水比較成熟的方法。中和沉淀法是采用石灰石或石灰作為中和劑進行中和處理.利用酸堿中和反應生成難溶于水的氫氧化物沉淀，凈化污水，提高廢水的pH值。中和沉淀法的投料方式通常有3種エ藝流程I、直接投加石灰法將石灰配制成石灰乳投入反應溝流入反應池，再于沉淀池沉淀后除去中和生成物；2、石灰石中和滾筒法將石灰石置于滾筒內(nèi)，由滾筒的旋轉(zhuǎn)擴大酸性水與石灰石的接觸面，使中和反應繼續(xù)下去；3、升流式變?yōu)V速膨脹中和法將細顆粒石灰石或白云石裝入中和塔，水流自上而下通過濾料，發(fā)生中和反應；除以上3種酸性廢水處理工藝流程之外，其它エ藝對于pH的處理主要是在調(diào)節(jié)池中進行，調(diào)節(jié)的方法還可以通過加入其他堿性試劑(如堿石灰、消石灰、飛灰、碳酸鈣、高爐渣、白云石、碳酸鈉、苛性堿等)，以達到提高酸性溶液pH的效果。而在大部分的酸性廢水處理工藝中，對于顆粒物的處理大多主要采用初沉池、ニ沉池以及過濾池等聯(lián)合使用的處理エ藝，在沉淀池中往往通過增加擋板以增加廢水的停留時間或加入絮凝劑或混凝劑來加速顆粒物的沉淀的方法以除去顆粒物。目前現(xiàn)行的礦山酸性廢水處理工藝皆各自有一定的缺點，主要包括(I)反應池中易形成較大顆粒沉淀于池底，降低石灰的利用率，泥渣量大，管理復雜。(2)因大量CaSO4在滾筒內(nèi)壁出水ロ處產(chǎn)生沉淀，造成滾筒內(nèi)徑有效尺寸減少，堵塞出水ロ，故需經(jīng)常清洗，降低設備利用率，且設備龐大，結(jié)構(gòu)復雜，投資大，運轉(zhuǎn)時噪聲大。(3)酸性礦井水中含有大量的懸浮物，容易造成升流式膨脹濾池的堵塞.故濾料粒 徑要求嚴格，同吋，對于廢水含酸濃度有限制，處理后PH值較低，需補充處理才能排放，處理設備不能超負荷運行。由于在顆粒物沉淀和pH調(diào)節(jié)的過程中需要加入各種エ業(yè)試劑以提高顆粒物的沉降速度和提高廢水的PH值，這使得整個處理工藝的成本増加。而且由于需要加入其他的顆粒性物質(zhì)，這也為エ藝的后續(xù)處理步驟如固液分離等增加了工作量和處理難度。同時PH的調(diào)節(jié)和顆粒物的沉淀分別在不同的池中進行，這使得處理工藝的占地面積増大，進而增加了エ藝的處理成本且增加了エ藝的工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種處理酸性礦山廢水的反應池及方法，能調(diào)節(jié)酸性廢水的PH值，去除重金屬離子。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種處理酸性礦山廢水的反應池，包括池體，池體中土建構(gòu)筑物的表面上鑲嵌了堿性材料層，土建構(gòu)筑物包括池體的四周的池壁、池底和池體中設置的擋板。所述的堿性材料層為碳酸鈣層。 它為酸性廢水處理過程中的初沉池、ニ沉池、過濾池或廢液池。它的一端池壁上設置了進ロ，另一端池壁上設置了出口( 6 )。一種處理酸性礦山廢水的方法，將酸性礦山廢水的顆粒物沉淀過程和pH調(diào)節(jié)過程綜合于一個反應池內(nèi)，利用鑲嵌在土建構(gòu)筑物表面上的堿性材料層構(gòu)成土建構(gòu)筑物的一部分，同時進行顆粒物沉淀和PH調(diào)節(jié)，完成酸性礦山廢水的處理。本發(fā)明方法的有益效果在于中和了酸性礦山廢水，較好的提升了酸性廢水的pH值，加速了重金屬離子顆粒物的沉淀，降低了廢水處理工藝的工作量，同時也避免了碳酸鈣顆粒與水的渾濁液分離這ー復雜程序，簡化了エ藝的操作難度，具有成本費用低，可操作性好的特點，特別適用于小型或廢棄礦山排放的酸性廢水的處理。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。其中，ト池體，2-堿性材料層，3-池壁，4-擋板，5-進ロ，6-出口，7-池底。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖進一歩描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。如圖1，一種處理酸性礦山廢水的反應池，包括池體1，池體I中土建構(gòu)筑物的表面上鑲嵌了堿性材料層2，土建構(gòu)筑物包括池體I的四周的池壁3、池底7和池體I中設置的擋板4。所述的堿性材料層2為碳酸鈣層。它為酸性廢水處理過程中的初沉池、ニ沉池、過濾池或廢液池。它的一端池壁3上設置了進ロ 5，另一端池壁3上設置了出口 6。

一種處理酸性礦山廢水的方法，將酸性礦山廢水的顆粒物沉淀過程和pH調(diào)節(jié)過程綜合于一個反應池內(nèi)，利用鑲嵌在土建構(gòu)筑物表面上的堿性材料層2構(gòu)成土建構(gòu)筑物的一部分，同時進行顆粒物沉淀和PH調(diào)節(jié)，完成酸性礦山廢水的處理。本發(fā)明主要是在酸性廢水處理過程中的初沉池、ニ沉池、過濾池及廢液池等土建構(gòu)筑物的內(nèi)壁、底部及沉淀池內(nèi)擋板表面上鑲嵌ー層堿性材料，包括大理石、石灰石、方解石、白云石等石灰?guī)r材料。利用堿性材料的弱堿性，一方面可降低廢水的酸性，提高廢水的PH值，為酸性廢水pH的調(diào)節(jié)提供了保障。實驗研究證明，在較長的接觸時間里，經(jīng)處理后的廢水PH值始終保持在7-8之內(nèi)。如此，既防止了廢水pH值太高或太低對設備的腐蝕作用也不存在出水的酸堿度對天然水體的污染的問題。另外，可將經(jīng)過沉淀處理后的部分廢水進行內(nèi)回流至初沉池中，以稀釋進入沉淀池的礦山廢水，提高進水PH值。同時pH的提高在一定程度上能降低重金屬離子的溶解度(大部分重金屬的溶解度隨PH的降低而升高)，便于重金屬離子的去除；另ー方面，酸性礦山廢水從反應池的進ロ 5流入，從出口 6流出，圖中箭頭所示為水流的流向，整個處理過程隨水流自然發(fā)生，將顆粒物的沉淀過程和PH的調(diào)節(jié)兩個步驟綜合于一個反應池內(nèi)，從而節(jié)省了エ藝占地面積及所需藥劑項的費用，在一定程度上降低了廢水處理工藝的成本，提高本エ藝推廣的可能性。再者，土建構(gòu)筑物內(nèi)壁及底部表面鑲嵌上ー層大理石材料后，可以減少酸性廢水與土建構(gòu)筑物的接觸面積，降低其對土建構(gòu)筑物的腐蝕程度，起到保護土建構(gòu)筑物的目的。本發(fā)明將大理石等的堿性材料作為沉淀池等土建構(gòu)筑物的一部分，而不是單純通過投加碳酸鈣顆粒來調(diào)節(jié)廢水PH值，如此，既避免了碳酸鈣顆粒的不斷加入，降低了廢水處理工藝的工作量，同時也避免了碳酸鈣顆粒與水的渾濁液分離這ー復雜程序，簡化了エ藝的操作難度。經(jīng)多年后，當大理石等的堿性材料中和能力下降時，可重新在構(gòu)筑物內(nèi)壁及底部的表面鑲嵌ー層大理石材料。為了保證出水的pH值，在一定情況下也可向沉淀池中投放塊狀石灰石或大理石中和酸性礦山廢水，但該法在向沉淀池投加塊狀石灰石或大理石之后，可能會影響到沉淀池中污泥的清理，因此需要對沉淀池結(jié)構(gòu)作一些改進，該發(fā)明也應納入保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種處理酸性礦山廢水的反應池，包括池體(1)，其特征在于池體(I)中土建構(gòu)筑物的表面上鑲嵌了堿性材料層(2)，土建構(gòu)筑物包括池體(I)的四周的池壁(3)、池底(7)和池體(I)中設置的擋板(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理酸性礦山廢水的反應池，其特征在于所述的堿性材料層(2)為碳酸鈣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理酸性礦山廢水的反應池，其特征在于它為酸性廢水處理過程中的初沉池、二沉池、過濾池或廢液池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理酸性礦山廢水的反應池，其特征在于它的一端池壁(3)上設置了進口(5)，另一端池壁(3)上設置了出口(6)。
5.—種處理酸性礦山廢水的方法，其特征在于將酸性礦山廢水的顆粒物沉淀過程和 PH調(diào)節(jié)過程綜合于一個反應池內(nèi)，利用鑲嵌在土建構(gòu)筑物表面上的堿性材料層(2 )構(gòu)成土建構(gòu)筑物的一部分，同時進行顆粒物沉淀和PH調(diào)節(jié)，完成酸性礦山廢水的處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理酸性礦山廢水的反應池及方法，包括池體，池體中土建構(gòu)筑物的表面上鑲嵌了堿性材料層，將酸性礦山廢水的顆粒物沉淀過程和pH調(diào)節(jié)過程綜合于一個反應池內(nèi)，利用鑲嵌在土建構(gòu)筑物表面上的堿性材料層構(gòu)成土建構(gòu)筑物的一部分，同時進行顆粒物沉淀和pH調(diào)節(jié)，完成酸性礦山廢水的處理。本發(fā)明的有益效果是中和了酸性礦山廢水，較好的提升了酸性廢水的pH值，加速了重金屬離子顆粒物的沉淀，降低了廢水處理工藝的工作量，同時也避免了碳酸鈣顆粒與水的渾濁液分離這一復雜程序，簡化了工藝的操作難度，具有成本費用低，可操作性好的特點。
文檔編號C02F9/04GK102765830SQ201210240419
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者劉春 , 李治兵, 羅晉, 胡繼偉, 黃先飛 申請人:貴州師范大學