一种处理酸性矿坑水的试验装置

1.本实用新型涉及酸性矿坑水处理技术领域，具体为一种处理酸性矿坑水的试验装置。


背景技术：

2.酸性矿坑水水化学特征为ph值偏低(一般ph＝2.37～5.58)，高so
42-、hb、tds(最高可达10000mg/l以上)、tfe、mn等特点。治理矿山酸性废水的方法有很多，在工程中最常使用的是石灰中和及其衍生(改进)方法。微生物法简单易行，成本低廉，不仅容易回收金属元素，而且可以有效去除水中的n和p等营养物质，解决了二次污染问题，达到高效率低能耗的效果，在我国有广泛的发展前景。但是由于其对ph值、温度等条件要求较高，人工湿地系统本身是一个生物生态系统，生物作用过程对污染物的去除起着非常重要的作用。人工湿地按照系统布水方式的不同可分为表面流湿地、水平潜流湿地和垂直流湿地。水平潜流湿地对bod、cod等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地系统的硝化能力、硫酸盐还原能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮、so
42-含量较高的污水。表面流型湿地的处理效果一般。
3.单一的处理方法效果不是很理想，形成一个多道工序、多种方法集成的综合处理工艺，是目前急需要研究的方向。


技术实现要素：

4.针对上述问题，有必要提供一种处理酸性矿坑水的试验装置，能够实现多道工序、多种方法集成的综合处理。
5.为达上述目的，本实用新型提供了一种处理酸性矿坑水的试验装置，包括中和预处理系统和人工湿地与微生物处理系统；其中，所述中和预处理系统，用于对煤矿矿坑水进行预处理；所述人工湿地与微生物处理系统包括由上游至下游依次设置的若干水处理单元，平行于河道一侧设置有排水渠，分别与各级水处理单元相连通；用于汇集各级水处理单元处理后的水并使各级水处理单元成为独立的单元。
6.进一步的，所述中和预处理系统包括扬水曝气池、石灰石中和池和过滤沉淀池，其中酸性矿坑水流入所述扬水曝气池，经石灰石中和池进入过滤沉淀池，由过滤沉淀池流入人工湿地与微生物处理系统。
7.进一步的，所述水处理单元包括人工湿地和h2s收集单元，所述h2s收集单元设置于所述人工湿地的下游。
8.进一步的，所述人工湿地包括基岩隔水层、第一隔水墙、河床砂砾石层以及湿地泥炭层，其中所述第一隔水墙设置于基岩隔水层的前端，且所述第一隔水墙的上侧开设有第一出水口；所述河床砂砾石层、湿地泥炭层依次设置在所述基岩隔水层的上方，且位于所述第一隔水墙的后端。
9.进一步的，h2s收集单元包括滤水墙和第二隔水墙，所述滤水墙、所述第二隔水墙
依次设置于所述河床砂砾石层的后端，第二隔水墙的后端开设有第二出水口；且所述滤水墙与所述第二隔水墙围成集水廊道，所述集水廊道的上方设置有h2s负压收集室，下方为积水仓。
10.进一步的，还包括水净化系统，所述水净化系统位于所述人工湿地与微生物处理系统下游。
11.本实用新型的有益效果在于：
12.本实用新型通过中和预处理系统，对煤矿矿坑水进行预处理，能够提高水的ph值，并对水中悬浮物和胶体杂质进行沉淀以避免将人工湿地堵塞，影响下渗能力；通过人工湿地与微生物处理系统，能够制造下部的厌氧环境，并能够h2s进行收集，降低水中h2s的含量，使得含h2s的水如不足以影响下级微生物的生长。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图。
14.图2为本实用新型和预处理系统的处理流程图。
15.其中，1为基岩隔水层；2为第一隔水墙；3为河床砂砾石层；4为湿地泥炭层；5为滤水墙；6为第二隔水墙；7为h2s负压收集室；8为积水仓；9为第一出水口；10为第二出水口。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.如图1-2所示，本实用新型中提供了一种处理酸性矿坑水的试验装置，包括中和预处理系统和人工湿地与微生物处理系统；其中，所述中和预处理系统，用于对煤矿矿坑水进行预处理；所述人工湿地与微生物处理系统包括由上游至下游依次设置的若干水处理单元，平行于河道一侧设置有排水渠，分别与各级水处理单元相连通；用于汇集各级水处理单元处理后的水并使各级水处理单元成为独立的单元。
18.所述中和预处理系统包括扬水曝气池、石灰石中和池和过滤沉淀池，其中酸性矿坑水流入所述扬水曝气池，经石灰石中和池进入过滤沉淀池，由过滤沉淀池流入人工湿地与微生物处理系统。
19.煤矿矿坑水低ph值对湿地植物和湿地微生物都有侵害性，而且还有一些悬浮物，在进入下一道人工湿地与微生物处理系统之前，必须进行中和处理，其目的有两点，第一是提高水的ph值，第二要对水中悬浮物和胶体杂质进行沉淀以避免将湿地堵塞，影响下渗能力。具体方法为：先用石灰乳中和，而后用细粒石灰石过滤，仅当ph值达到要求才能进入下一处理单元。
20.所述水处理单元包括人工湿地和h2s收集单元，所述h2s收集单元设置于所述人工湿地的下游。
21.所述人工湿地包括基岩隔水层1、第一隔水墙2、河床砂砾石层3以及湿地泥炭层4，其中所述第一隔水墙2设置于基岩隔水层1的前端，且所述第一隔水墙2的上侧开设有第一
出水口9；所述河床砂砾石层3、湿地泥炭层4依次设置在所述基岩隔水层1的上方，且位于所述第一隔水墙2的后端。
22.h2s收集单元包括滤水墙5和第二隔水墙6，所述滤水墙5、所述第二隔水墙6依次设置于所述河床砂砾石层3的后端，第二隔水墙6的后端开设有第二出水口10；且所述滤水墙5与所述第二隔水墙6围成集水廊道，所述集水廊道的上方设置有h2s负压收集室7，下方为积水仓8；第二隔水墙6的高度高于湿地泥炭层4。
23.碎屑岩地区河流均有一定长度，河道内多沉积数米到十余米的河床砂砾石层3，这些河床砂砾石层3具有较好的渗透能力，将河道改造为垂直渗流式人工湿地，同时，将人工湿地下部添加微生物碳源，使包括湿地植被的厚度达到1.5m以上，制造下部的厌氧环境。横切整个河道修建集水廊道，廊道底部要求到达基岩隔水层1，迎水一侧下部为滤水墙5，向上到顶部以及下侧为第一隔水墙2，集水廊道下侧开可调节水位的第二出水口10，以保持集水廊道顶部在排出水的同时形成一定负压，以利于水中h2s气体的逸出，集水廊道一侧设置h2s负压收集室7。这种处理工程以梯级设置，每一级大约1.5km，通过试验获得每一梯级的处理能力后确定总的处理梯级的数量。平行于河道一侧设置排水渠，可汇集各级水处理单元处理后的水并使各级水处理单元成为相对独立的单元(有利于未来的维护)，如上级水处理单元处理不达标，可直接排入下一级水处理单元(或者选择下游任意一级水处理单元)进行再处理。上一级水处理单元水量无法全部渗漏，则可从集水廊道顶部直接通过湿地泥炭层4流进下一级。
24.通过积水廊道汇集的含有h2s气体和含h2s的水，再通过csb系统获得单质硫。对含h2s的水如不足以影响下级微生物的生长，可直接进入下级继续处理，如已达标则可通过排水渠向下游排进碳酸盐岩裸露区。
25.本实用新型还包括水净化系统，所述水净化系统位于所述人工湿地与微生物处理系统下游。
26.在下游碳酸盐岩河段，建议采用人工湿地表面流湿地对处理后水质进一步加强处理，并在沿岸大量种植旱柳、国槐等吸收硫能力强的树木，作为水净化系统。既可处理污水，还能美化环境，同时对生活、工业污水处理后的外排水还能得到进一步净化。
27.本实用新型通过中和预处理系统，对煤矿矿坑水进行预处理，能够提高水的ph值，并对水中悬浮物和胶体杂质进行沉淀以避免将人工湿地堵塞，影响下渗能力；通过人工湿地与微生物处理系统，能够制造下部的厌氧环境，并能够h2s进行收集，降低水中h2s的含量，使得含h2s的水如不足以影响下级微生物的生长。
28.以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。