申请日 2020.09.28
公开（公告）日 2021.01.15
IPC分类号 C02F3/32
摘要
本发明属于废水处理设备技术领域，公开了一种矿山废水处理系统及其应用。该矿山废水处理系统，按照水流方向，包括引流管、调节池、可渗透反应墙和出水池；该可渗透反应墙包括反应区域和覆盖于反应区域的植物种植区；反应区域由可拆卸移动槽分隔出至少3个反应区，每个反应区填充不同填料。矿山废水处理系统，将植物修复与可渗透反应墙联合使用，能够有效防止可渗透反应墙堵塞，延长可渗透反应墙的有效作用时间和使用寿命；同时所述可拆卸移动槽方便定期更换填料。采用该矿山废水处理系统进行废水处理，能够有效降低废水酸度和水中金属离子含量，且所述处理方法能耗低，工艺简单，运行维护便利。
权利要求书
1.一种矿山废水处理系统，其特征在于，按照水流方向，包括引流管、调节池、可渗透反应墙和出水池；所述引流管、调节池、可渗透反应墙和出水池依次相连；所述可渗透反应墙包括反应区域和覆盖于所述反应区域的植物种植区；所述反应区域由可拆卸移动槽分隔出至少3个反应区，每个所述反应区填充不同填料。
2.根据权利要求1所述的矿山废水处理系统，其特征在于，按照水流方向，所述反应区依次填充石英砂、天然沸石和鹅卵石，形成石英砂反应区、天然沸石反应区和鹅卵石反应区。
3.根据权利要求2所述的矿山废水处理系统，其特征在于，所述天然沸石反应区按照级配，天然沸石的粒径从小到大依次填充；优选的，所述天然沸石的粒径分别为1-2mm、2-4mm、4-8mm。
4.根据权利要求2所述的矿山废水处理系统，其特征在于，所述石英砂的粒径为0.5-1mm；所述鹅卵石的粒径为10-30mm。
5.根据权利要求2所述的矿山废水处理系统，其特征在于，所述植物种植区包括种植土和植物；所述植物选自香蒲、梭鱼草、鸢尾、东南景天或蜈蚣草中的至少两种。
6.根据权利要求5所述的矿山废水处理系统，其特征在于，所述石英砂反应区种植香蒲、梭鱼草或鸢尾中的至少一种；所述天然沸石反应区间种东南景天或/和蜈蚣草。
7.根据权利要求1所述的矿山废水处理系统，其特征在于，所述可拆卸移动槽采用碳钢板、角钢以及穿孔板制成；所述可拆卸移动槽两端焊接有把手。
8.权利要求1-7中任意一项所述的矿山废水处理系统在矿山废水处理中的应用。
9.一种矿山废水的处理方法，其特征在于，采用权利要求2-6中任意一项所述的矿山废水处理系统进行处理，所述矿山废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)矿山废水通过所述引流管进入所述调节池；
(2)矿山废水从调节池进入所述可渗透反应墙，依次流经石英砂反应区、天然沸石反应区和鹅卵石反应区，并在各反应区停留；
(3)经过所述可渗透反应墙处理后的水，进入所述出水池，引出。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，矿山废水在所述石英砂反应区停留的时间为0.5-1h；矿山废水在所述天然沸石反应区停留的时间1-2h；矿山废水在所述鹅卵石反应区停留的时间10-20min。
说明书
一种矿山废水处理系统及其应用
技术领域
本发明属于废水处理设备技术领域，具体涉及一种矿山废水处理系统及其应用。
背景技术
在矿山环境污染问题中，矿山废水是最主要的污染源之一，废水多呈酸性且夹杂大量的铁、铜、锌等金属离子，如不妥善处理极易对矿区周边区域环境造成危害。因此，矿山废水的处理对生态环境的保护具有重大意义。
现阶段，矿山废水的处理方法主要包括以中和法、硫化法、吸附法等为主的主动处理方法。但是，主动处理方法存在较多问题，如产生大量的污泥、废弃材料，运行维护成本高等。近年来针对矿山废水处理问题，以可渗透反应墙等为主的被动处理技术逐渐受到研究者的关注，其具有无需动力、运行维护成本低、处理效果好等优势。但是，在这种被动处理技术中，随着废水中悬浮物、重金属沉淀等物质在可渗透反应墙中的累积，会造成可渗透反应墙的严重堵塞，失去活性，墙体使用寿命短，且更换墙体繁琐、成本高。
因此，亟需提供有一种矿山废水处理系统，能够延长可渗透反应墙的使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种矿山废水处理系统，能够延长可渗透反应墙的使用寿命。
一种矿山废水处理系统，按照水流方向，包括引流管、调节池、可渗透反应墙和出水池；所述引流管、调节池、可渗透反应墙和出水池依次相连；所述可渗透反应墙包括反应区域和覆盖于所述反应区域的植物种植区；
所述反应区域由可拆卸移动槽分隔出至少3个反应区，每个所述反应区填充不同填料。
优选的，按照水流方向所述反应区依次填充石英砂、天然沸石和鹅卵石，形成石英砂反应区、天然沸石反应区和鹅卵石反应区。
优选的，所述天然沸石按照级配，粒径从小到大依次填充；进一步优选的，所述天然沸石的粒径分别为1-2mm、2-4mm、4-8mm。
天然沸石按照级配，粒径从小到大依次填充在不同的反应区时，随着水流，小颗粒冲刷进入颗粒间空隙，形成均匀的截留体，能够有效提升处理效能。如果天然沸石按照级配，粒径从大到小依次填充，则大颗粒无法进入小颗粒间隙，无法达到良好的截留效果，也容易引起堵塞，进而影响处理效果。
优选的，所述石英砂的粒径为0.5-1mm；所述鹅卵石的粒径为10-30mm。
优选的，所述植物种植区包括种植土和种植于所述种植土上的植物；所述植物选自香蒲、梭鱼草、鸢尾、东南景天或蜈蚣草中的至少两种。
进一步优选的，所述石英砂反应区种植香蒲、梭鱼草或鸢尾中的至少一种，所述天然沸石反应区间种东南景天或/和蜈蚣草。
在废水净化的过程中，种植不同的植物，更利于结合反应区与不同植物自身的修复优势。
所述可渗透反应墙为地上式砖混结构，底部为钢筋混凝土，所述可渗透反应墙与所述出水池相连的墙体上，等间距布设排水口。
所述引流管为PVP管，引流管上安装有阀门，所述以便控制流速。
所述调节池为砖混结构，底部为钢筋混凝土，所述调节池与所述可渗透反应墙相连的墙体上等间距布设排水口。
所述出水池为砖混结构，底部为钢筋混凝土，在距离所述出水池底部0.1-0.2m处设置出水口。
优选的，在所述出水池内装填鹅卵石，所述鹅卵石的粒径为50-100mm。
所述可拆卸移动槽采用碳钢板、角钢以及穿孔板制成；所述可拆卸移动槽两端焊接有把手，便于后期通过起重机起吊更换材料，提升使用过程中的便利性。
所述矿山废水处理系统可以依据水量大小放大或缩小尺寸。
所述矿山废水处理系统应用于矿山废水的处理中。
一种矿山废水的处理方法，采用所述矿山废水处理系统进行处理。
所述矿山废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)矿山废水通过所述引流管进入所述调节池；
(2)矿山废水从调节池进入所述可渗透反应墙，依次流经石英砂反应区、天然沸石反应区和鹅卵石反应区，并在各反应区停留；
(3)经过所述可渗透反应墙处理后的水，进入所述出水池，引出。
优选的，矿山废水在所述调节池停留的时间为1-2h。
优选的，矿山废水在所述石英砂反应区停留的时间为0.5-1h。
优选的，矿山废水在所述天然沸石反应区停留的时间1-2h。
优选的，矿山废水在所述鹅卵石反应区停留的时间10-20min。
具体的，所述矿山废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)矿山废水通过引流管进入调节池，废水在调节池的平均停留时间为1-2h；
(2)矿山废水从调节池进入可渗透反应墙，先流经石英砂反应区，通过石英砂截留悬浮物，通过植物吸收金属离子，矿山废水在石英砂区域停留时间为0.5-1h；然后通过天然沸石反应区，沸石成分为碱金属氧化物，进一步调节废水pH、吸附废水中金属离子，通过沸石区域种植的超富集植物吸附水中金属离子，矿山废水在沸石区域的停留时间1-2h；再通过鹅卵石反应区，进一步截留水中悬浮物，矿山废水在鹅卵石区域停留时间为10-20min。
(3)经过可渗透反应墙处理后的水，进入出水池，通过沟渠引流至周边受纳水体，或者用于农田灌溉用水等。定期监控出水口水质，定期开展维护，确保废水处理达标排放。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明所述矿山废水处理系统，将植物修复与可渗透反应墙联合使用，能够有效防止可渗透反应墙堵塞，延长可渗透反应墙的有效作用时间和使用寿命。同时，可渗透反应墙中可拆卸移动槽方便定期更换填料，保证矿山废水处理系统长期有效。
(2)采用所述矿山废水处理系统进行废水处理，利用超富集植物与吸附截留相结合，能够有效降低废水酸度和水中金属离子含量，对废水中铁离子的吸收率达到97.7％，锌离子的吸收率达到95.5％；且所述处理方法能耗低，工艺简单，运行维护便利。
发明人 （方战强;陈俊毅;易云强;）
