一種煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，包括摻粉煤灰多孔混凝土反應池和人工濕地，所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池包括相連通的酸堿中和區(qū)和沉淀區(qū)，所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池上設有與酸堿中和區(qū)相通的進水管，所述沉淀區(qū)的上部與人工濕地的上部之間通過連通管相連通，所述人工濕地的底部設有出水管。通過摻粉煤灰多孔混凝土和人工濕地結合對煤礦酸性礦井水進行處理，運用物理、化學、生物方法實現(xiàn)對煤礦酸性礦井水的高效處理，實現(xiàn)污水凈化。
【專利說明】一種煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及污水處理【技術領域】，尤其是涉及一種煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]煤礦酸性礦井水(酸性水，AMD)是由于煤層或者頂、底板中含硫化合物氧化形成H2SO4而使礦井水呈酸性。酸性水的pH —般為2-5，S042_濃度可達1000-4000mg.L-1，并含有Fe、Mn、Cd、Cr、Cu和As等多種有害污染物。
[0003]酸性水是地表水和地下水中重金屬和硫酸鹽污染的主要來源。據(jù)不完全統(tǒng)計，在采煤過程中，全國煤礦年排礦井水約22億m3，平均噸煤涌水量約為4m3，其中大部分成為酸性水。大量的酸性水如未經(jīng)處理而直接排入環(huán)境，不僅會對井下的金屬設備產(chǎn)生很強的腐蝕作用，也會對環(huán)境中的動植物及其微生物造成嚴重破壞，給生態(tài)環(huán)境帶來巨大隱患。
[0004]因此，煤礦酸性礦井水的治理刻不容緩。但目前常用的煤礦酸性礦井水處理方法，普遍存在工藝條件要求嚴格、處理成本高，且常受高濃度金屬的限制(如As、Cd等)，以及藥劑投加量不易掌握，需要時間長，易堵塞，占地面積大等問題。因此，煤礦酸性礦井水處理新材料和新工藝的探索研究，對于煤礦酸性礦井水治理具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
實用新型內容
[0005]針對現(xiàn)有技術不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，以達到保護礦區(qū)的水資源和生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)煤礦井安全綠色生產(chǎn)的目的。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為:一種煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，包括摻粉煤灰多孔混凝土反應池和人工濕地，所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池包括相連通的酸堿中和區(qū)和沉淀區(qū)，所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池上設有與酸堿中和區(qū)相通的進水管，所述沉淀區(qū)的上部與人工濕地的上部之間通過連通管相連通，所述人工濕地的底部設有出水管。
[0007]進一步的，所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池中的摻粉煤灰多孔混凝土成分為粉煤灰、水泥和碌石。
[0008]所述人工濕地為垂直流人工濕地，所述垂直流人工濕地的基質從上到下依次為沙子、礫石及鵝卵石。
[0009]所述酸堿中和區(qū)和沉淀區(qū)的底部均設有沉淀物排管。
[0010]所述摻粉煤灰多孔混凝土的孔隙率為13.0-26.7%，抗壓強度為3.4-5.6Mpa。
[0011]所述沙子、碌石及鵝卵石的粒徑依次分別為2.0-6mm、5-25mm及30_60mm ;所述沙子、礫石及鵝卵石在垂直流人工濕地中的填充厚度依次分別為13-17cm、35-45cm及15_25cm0
[0012]本實用新型具有如下有益效果:
[0013]通過摻粉煤灰多孔混凝土和人工濕地結合對煤礦酸性礦井水進行處理，運用物理、化學、生物方法實現(xiàn)對煤礦酸性礦井水的高效處理，實現(xiàn)污水凈化；如:pH2.62-3.41，C0D195.5-245.3mg/L, TN21.21-22.33mg/L, TP5.60-6.19mg/L, Cu2.67-2.91mg/L,Znl3.15-15.45mg/L, Cd3.95-4.87mg/L, Pb6.32-6.97mg/L 的煤礦酸性礦井水，經(jīng)所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池和人工濕地處理后，出水可達到如下標準:摻粉煤灰多孔混凝土反應池出水 ρΗ6.5-8.8，COD38.57-63.90mg/L, TN21.39-23.81mg/L, TPl.04-1.81mg/L,Cu0.53-0.62mg/L, Zn7.44-7.85mg/L, Cd2.75-3.97mg/L, Pb0.11-0.23mg/L ;人工濕地出水ρΗ7.1-7.2，C0D14.46-20.68mg/L, TN15.31-20.lOmg/L, TP0.23-0.59mg/L, CuOmg/L, ZnOmg/L,Cd0.006-0.09mg/L, Pb0mg/L。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0015]圖1為本實用新型煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)框圖。
[0016]圖中:1.慘粉煤灰多孔混凝土反應池、11.1fe喊中和區(qū)、12.沉淀區(qū)、2.沉淀物排管、3.人工濕地。
【具體實施方式】
[0017]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0018]如圖1所示，該煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，包括摻粉煤灰多孔混凝土反應池I和人工濕地3 ;其中，摻粉煤灰多孔混凝土反應池I包括相連通的酸堿中和區(qū)11和沉淀區(qū)12，摻粉煤灰多孔混凝土反應池I上設有與酸堿中和區(qū)11相通的進水管，沉淀區(qū)12的上部與人工濕地3的上部之間通過連通管相連通，人工濕地3的底部設有出水管，并在酸堿中和區(qū)11和沉淀區(qū)12的底部設有沉淀物排管2。
[0019]摻粉煤灰多孔混凝土反應池I中設有方形或圓柱形的摻粉煤灰多孔混凝土，摻粉煤灰多孔混凝土成分為粉煤灰、水泥和礫石。其中，粉煤灰、水泥和礫石按水灰比0.45，粉煤灰占40-60.0%，礫石占81.5-79.5%的配合比制成；粉煤灰選用普通發(fā)電廠粉煤灰；水泥選用普通硅酸鹽水泥；礫石選用粒徑為5-15_的礫石。摻粉煤灰多孔混凝土的孔隙率為13.0-26.7%，抗壓強度為 3.4-5.6Mpa。
[0020]人工濕地3為垂直流人工濕地，垂直流人工濕地的基質從上到下依次為沙子、礫石及鵝卵石，并在基質上面種植有濕地植物。其中，沙子、礫石及鵝卵石的粒徑依次分別為
2.0-6mm、5-25mm及30-60_ ;沙子、礫石及鵝卵石在垂直流人工濕地中的填充厚度依次分別為13-17cm、35-45cm及15-25cm，優(yōu)選的，沙子、礫石及鵝卵石的填充厚度依次為15cm、40cm 及 20cm。
[0021]利用上述煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)對煤礦酸性礦井水的處理工藝，包括以下步驟:
[0022]I)將煤礦酸性礦井水通過進水管引入摻粉煤灰多孔混凝土反應池中，煤礦酸性礦井水依次通過酸堿中和區(qū)和沉淀區(qū)處理；
[0023]2)將煤礦酸性礦井水經(jīng)酸堿中和區(qū)和沉淀區(qū)處理后產(chǎn)生的沉淀物通過酸堿中和區(qū)和沉淀區(qū)底部的沉淀物排管排出；[0024]3)沉淀區(qū)處理后流出的水通過連通管引入人工濕地，依次通過人工濕地中的沙子、礫石、鵝卵石進行凈化處理，最后，將處理后的水從人工濕地底部的出水管排出。
[0025]摻粉煤灰多孔混凝土反應池中摻粉煤灰多孔混凝土對酸性水處理過程中會產(chǎn)生大量的絮狀沉淀物以及難以達到對有機物的深度處理；而人工濕地如直接處理酸性水，人工濕地會被未處理的酸性水的強酸性破壞系統(tǒng)的適宜的微生物群落及濕地植物的生長環(huán)境。通過摻粉煤灰多孔混凝土和人工濕地結合對煤礦酸性礦井水進行處理，為酸性水防治提供了新途徑，兩者結合在一起，運用物理、化學、生物方法實現(xiàn)對煤礦酸性礦井水的高效處理，實現(xiàn)污水凈化。對煤礦井安全綠色生產(chǎn)、水資源及礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護有重要意義。
[0026]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，其特征在于:包括摻粉煤灰多孔混凝土反應池(I)和人工濕地(3)，所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池(I)包括相連通的酸堿中和區(qū)(11)和沉淀區(qū)(12)，所述摻粉煤灰多孔混凝土反應池(I)上設有與酸堿中和區(qū)(11)相通的進水管，所述沉淀區(qū)(12)的上部與人工濕地(3)的上部之間通過連通管相連通，所述人工濕地(3)的底部設有出水管。
2.如權利要求1所述煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述人工濕地(3)為垂直流人工濕地，所述垂直流人工濕地的基質從上到下依次為沙子、礫石及鵝卵石。
3.如權利要求1所述煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述酸堿中和區(qū)(11)和沉淀區(qū)(12)的底部均設有沉淀物排管(2)。
4.如權利要求2所述煤礦酸性礦井水的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述沙子、礫石及鵝卵石的粒徑依次分別為2.0-6mm、5-25mm及30-60_ ;所述沙子、礫石及鵝卵石在垂直流人工濕地中的填充厚度依次分別為13-17cm、35-45cm及15_25cm。
【文檔編號】C02F9/14GK203513431SQ201320552038
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權日:2013年9月5日
【發(fā)明者】徐大勇, 蔡昌鳳, 徐建平, 裘秀群, 江林, 王強 申請人:安徽工程大學