權(quán)利要求
1.新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，包括礦洞封堵單元、可滲透反應(yīng)墻單元和藥劑存儲(chǔ)單元；
所述礦洞封堵單元包括封堵墻墻體和引流管道，所述引流管道連接在封堵墻墻體底部，用以將廢水引入可滲透反應(yīng)墻單元；
所述可滲透反應(yīng)墻單元整體上是以鋼筋為骨架的多級(jí)水泥混凝土槽體，依次包括入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽、出水槽，可滲透反應(yīng)墻單元整體位于引流管道下方，廢水經(jīng)引流管道匯聚于入水槽，然后依次流經(jīng)各級(jí)反應(yīng)槽后，匯聚于出水槽，通過過濾網(wǎng)處理后流入河道；所述多級(jí)反應(yīng)槽內(nèi)放置有填充不同藥劑的藥劑存儲(chǔ)裝置；
所述藥劑存儲(chǔ)單元包括藥劑存儲(chǔ)裝置和藥劑，藥劑存儲(chǔ)裝置進(jìn)水側(cè)開有若干進(jìn)水孔，出水側(cè)開有若干出水孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽的頂面均開有開口，開口上蓋有蓋子，入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽的進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)分別開有進(jìn)水槽口和出水槽口，入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽相鄰的進(jìn)水槽口和出水槽口上下錯(cuò)開，上一級(jí)槽體的出水槽口即為下一級(jí)槽體的進(jìn)水槽口，使得廢水的流經(jīng)路線為“曲流式”。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述多級(jí)反應(yīng)槽分別為石英砂反應(yīng)槽、石灰石反應(yīng)槽、鋼渣反應(yīng)槽和錳砂沸石反應(yīng)槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述藥劑存儲(chǔ)裝置頂部?jī)蓚?cè)還連接有把手，藥劑存儲(chǔ)裝置頂部開有入料出料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述封堵墻墻體整體呈上薄下厚、且內(nèi)扣的弧形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述封堵墻墻體為以鋼筋為骨架的水泥混凝土墻體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，還包括攪拌器和光伏發(fā)電裝置，所述入水槽中連接有攪拌器，攪拌器由光伏發(fā)電裝置驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述藥劑存儲(chǔ)裝置呈長(zhǎng)柱狀，整體由不銹鋼材質(zhì)制成，并且表面噴漆以增強(qiáng)其抗腐蝕性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述可滲透反應(yīng)墻單元底部和側(cè)面均連接有防水膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，其特征在于，所述藥劑存儲(chǔ)裝置周身遍布進(jìn)水孔和出水孔，進(jìn)水孔和出水孔為粒徑0.2-0.3cm的圓形孔洞。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，可用于從源頭上治理礦山酸性廢水污染問題。
背景技術(shù)
[0002]礦山酸性廢水是礦產(chǎn)資源開采過程中產(chǎn)生的各種礦洞涌水、選礦廢水、礦渣堆滲濾液等各種廢水的總稱，具有pH較低、含有高濃度硫酸鹽和可溶性重金屬離子(如Fe3+、Mn2+、Pb2+、Zn2+)等特點(diǎn)，不僅直接影響地表水體的水質(zhì)安全，而且會(huì)逐漸累積侵入周邊土壤和地下水體，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的威脅。
[0003]礦洞涌水是礦山酸性廢水的主要來源之一，由于經(jīng)過開采后的礦洞圍巖長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，其中的硫化物礦物與重金屬不斷被氧氣氧化釋放，自然降雨、圍巖裂隙水、地表和地下徑流水體會(huì)流入礦洞內(nèi)，二者混合后形成了酸度極高的重金屬?gòu)U水從礦洞涌出。工程治理上通常先利用抽水泵將礦洞積水抽出處理，然后采用水泥混凝土對(duì)礦洞進(jìn)行機(jī)械封堵，以產(chǎn)生密閉環(huán)境減少礦洞內(nèi)氧氣含量并阻止涌水外排。但此種方法治標(biāo)不治本，長(zhǎng)期下來淤積在洞內(nèi)的酸性廢水會(huì)從礦洞其他裂隙帶排出，進(jìn)一步污染環(huán)境，或?qū)σ延械V洞封堵系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕破壞，難以保證工程質(zhì)量的長(zhǎng)久性。
[0004]可滲透反應(yīng)墻是一種代表性被動(dòng)式處理技術(shù)，常用于礦山酸性廢水末端凈化處理，通過讓廢水源源不斷流經(jīng)充填有凈化吸附材料的滲透墻，實(shí)現(xiàn)廢水的高效凈化處理。該工藝具有投資成本低、運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)便、治理效果較好等特點(diǎn)。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，可滲透反應(yīng)墻也需要定期更換反應(yīng)藥劑，并存在占地面積較大、使用過程中常常無法兼顧廢水停留時(shí)間與反應(yīng)墻滲透性的問題，致使廢水治理效果不如其他主動(dòng)式處理技術(shù)。
[0005]本發(fā)明充分吸納了傳統(tǒng)礦洞封堵法與可滲透反應(yīng)墻的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了諸多優(yōu)化，提出了一種新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，用于礦山酸性廢水的源頭治理。
發(fā)明內(nèi)容
[0006]本發(fā)明提出了一種新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦洞的物理封堵，大幅度減少空氣從而減少對(duì)圍巖的腐蝕作用與污染因子的釋放效果，還可對(duì)長(zhǎng)期淤積在礦洞底部的酸性廢水進(jìn)行高效凈化處理，顯著提高了礦洞封堵系統(tǒng)的使用效果與壽命，從源頭上對(duì)礦洞涌水污染物進(jìn)行了減量化、無害化處理。本系統(tǒng)占地面積小、運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單、治理效果好，能顯著減少礦山酸性廢水治理工程投入成本。
[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有礦洞酸性涌水封堵效果差、治理程度低的問題，將傳統(tǒng)礦洞機(jī)械封堵技術(shù)與可滲透反應(yīng)墻單元技術(shù)耦合，并進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化，提出了適用于礦山酸性廢水治理的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)。本發(fā)明提出的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，置于裸露礦洞末端，從前至后包括三個(gè)組成單元：礦洞封堵單元、可滲透反應(yīng)墻單元、藥劑存儲(chǔ)單元；
[0008]所述礦洞封堵單元包括封堵墻墻體和引流管道，所述引流管道連接在封堵墻墻體底部，用以將廢水引入可滲透反應(yīng)墻單元；優(yōu)選地，施工過程中，將采空區(qū)挖成前后左右由高到低逐漸向下朝引流管道傾斜的、將封堵墻墻體建成內(nèi)扣的弧形，以保障礦洞廢水能充分匯聚入引流管道然后進(jìn)入可滲透反應(yīng)墻單元。
[0009]所述可滲透反應(yīng)墻單元整體上是以鋼筋為骨架的多級(jí)水泥混凝土槽體，依次包括入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽、出水槽，可滲透反應(yīng)墻單元整體位于引流管道下方，廢水經(jīng)引流管道匯聚于入水槽，然后依次流經(jīng)各級(jí)反應(yīng)槽后，匯聚于出水槽，通過過濾網(wǎng)處理后流入河道；所述多級(jí)反應(yīng)槽內(nèi)放置有填充不同藥劑的藥劑存儲(chǔ)裝置；
[0010]所述藥劑存儲(chǔ)單元包括藥劑存儲(chǔ)裝置和藥劑，藥劑存儲(chǔ)裝置進(jìn)水側(cè)開有若干進(jìn)水孔，出水側(cè)開有若干出水孔。
[0011]進(jìn)一步地，所述入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽的頂面均開有開口，開口上蓋有蓋子，入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽的進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)分別開有進(jìn)水槽口和出水槽口，入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽相鄰的進(jìn)水槽口和出水槽口上下錯(cuò)開，使得廢水的流經(jīng)路線為“曲流式”。
[0012]進(jìn)一步地，所述多級(jí)反應(yīng)槽分別為石英砂反應(yīng)槽、石灰石反應(yīng)槽、鋼渣反應(yīng)槽和錳砂沸石反應(yīng)槽。
[0013]進(jìn)一步地，所述藥劑存儲(chǔ)裝置頂部?jī)蓚?cè)還連接有把手，藥劑存儲(chǔ)裝置頂部開有入料出料口。
[0014]進(jìn)一步地，所述封堵墻墻體整體呈上薄下厚、且內(nèi)扣的弧形。
[0015]進(jìn)一步地，所述封堵墻墻體為以鋼筋為骨架的水泥混凝土墻體。
[0016]進(jìn)一步地，還包括攪拌器和光伏發(fā)電裝置，所述入水槽中連接有攪拌器，攪拌器由光伏發(fā)電裝置驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然，攪拌器也可以由電動(dòng)機(jī)的輸出軸驅(qū)動(dòng)。
[0017]優(yōu)選地，所述藥劑存儲(chǔ)裝置呈長(zhǎng)柱狀，整體由不銹鋼材質(zhì)制成，并且表面噴漆以增強(qiáng)其抗腐蝕性。
[0018]進(jìn)一步地，所述可滲透反應(yīng)墻單元底部和側(cè)面均連接有防水膜。
[0019]進(jìn)一步地，所述藥劑存儲(chǔ)裝置周身遍布進(jìn)水孔和出水孔，進(jìn)水孔和出水孔為粒徑0.2-0.3cm的圓形孔洞。
[0020]進(jìn)一步地，所述可滲透反應(yīng)墻單元整體上以鋼筋為骨架，采用水泥混凝土澆筑而成。
[0021]進(jìn)一步地，所述石英砂反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有SiO2含量95％以上、粒徑0.3-0.5cm的石英砂；所述石灰石反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有CaCO3含量90％以上、粒徑0.5-1.0cm的天然石灰石；鋼渣反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有CaO含量45％以上、粒徑0.3-0.5cm的鋼渣顆粒；錳砂沸石反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有MnO2含量40％以上、粒徑0.3-0.5cm的天然錳砂和沸石礦物含量85％以上、粒徑0.3-0.5cm的天然沸石。
[0022]優(yōu)選地，所述封堵墻墻體上部厚30-70cm，下部厚80-120cm。
[0023]優(yōu)選地，所述引流管道的直徑為8-15cm。
[0024]優(yōu)選地，所述入水槽中配備有直徑18-30cm的攪拌器，攪拌器采用光伏發(fā)電裝置驅(qū)動(dòng)，功率30-50W。
[0025]優(yōu)選地，所述錳砂與沸石均是具有0.3-0.7nm孔道結(jié)構(gòu)的分子篩材料。
[0026]優(yōu)選地，出水槽的出口槽口的位置高于槽底10-20cm。
[0027]礦洞封堵單元包括以鋼筋為骨架、采用水泥混凝土澆筑而成的封堵墻墻體，封堵墻墻體對(duì)礦洞末端進(jìn)行機(jī)械封堵，封堵厚度通常在50-100cm，封堵墻墻體整體呈上薄下厚，主要用于抵御底部礦洞涌水的沖擊與腐蝕作用，在封堵墻墻體底部設(shè)置有直徑10cm的引流管道，用于將廢水引入可滲透反應(yīng)墻單元。
[0028]可滲透反應(yīng)墻單元包括入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽、出水槽。為方便運(yùn)營(yíng)維護(hù)和利用重力對(duì)礦洞淤積廢水進(jìn)行充分引流，可滲透反應(yīng)墻單元整體位于引流管道下約50cm處。礦洞廢水在重力作用下由引流管道匯聚于入水槽，然后依次流經(jīng)各級(jí)反應(yīng)槽后，匯聚于出水槽，通過過濾網(wǎng)處理后流入河道。可滲透反應(yīng)墻單元整體上以鋼筋為骨架，采用水泥混凝土澆筑而成。入水槽中配備有直徑約20cm的攪拌器，攪拌器采用光伏發(fā)電裝置驅(qū)動(dòng)，功率30-50W。通過不斷攪拌曝氣提高廢水中的O2含量，促進(jìn)廢水中的Fe2+離子轉(zhuǎn)化為Fe3+離子，從而更容易發(fā)生水解沉淀反應(yīng)，通常情況下，F(xiàn)e3+離子在pH＝3的情況下即可進(jìn)行水解。反應(yīng)方程式如下所示：
[0029]4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O
[0030]Fe3++3H2O＝Fe(OH)3+3H+
[0031]多級(jí)反應(yīng)槽共包含4級(jí)反應(yīng)槽。其中1級(jí)反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有粒徑0.3-0.5cm的石英砂(SiO2含量95％以上)，主要用于吸附過濾溶液中的大顆粒雜質(zhì)與泥沙。2級(jí)反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有粒徑0.5-1.0cm的天然石灰石(CaCO3含量90％以上)，主要用于中和廢水酸度，提高溶液pH并促進(jìn)Fe3+離子的水解反應(yīng)，此外，由于石灰石是為數(shù)不多的pHpzc＞7的天然礦物，因此對(duì)廢水中的SO42-也有良好的吸附去除效果。3級(jí)反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有粒徑0.3-0.5cm的鋼渣顆粒(CaO含量45％以上)，鋼渣具有良好的堿度釋放能力，結(jié)構(gòu)疏松，具有一定的吸附效果，能夠同步實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中的堿度與重金屬離子進(jìn)行去除。4級(jí)反應(yīng)槽的藥劑存儲(chǔ)裝置內(nèi)填充有粒徑0.3-0.5cm的天然錳砂(MnO2含量40％以上)和天然沸石(沸石礦物含量85％以上)。錳砂與沸石均是具有良好納米孔道結(jié)構(gòu)(孔徑0.3-0.7nm)的分子篩材料，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Pb、Zn、Ba、Cr、Cu等重金屬離子的高效去除，二者的具體配比可由前端廢水中重金屬離子種類確定。
[0032]經(jīng)上述多級(jí)反應(yīng)槽處理后的礦洞涌水匯入出水槽，在出水槽末端設(shè)置有孔徑小于0.2cm的過濾網(wǎng)，主要用于攔截廢水從前端反應(yīng)槽帶出的顆粒雜質(zhì)或形成的膠體沉淀，出水槽的出口槽口的位置高于槽底10-20cm，以保證各類顆粒雜質(zhì)完全停留在可滲透反應(yīng)墻單元內(nèi)而不會(huì)被帶入到河道中。此外，體系的入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽、出水槽設(shè)計(jì)成分段式互不干擾，且槽口互相錯(cuò)開，使得廢水的流經(jīng)路線為“曲流式”，這種設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn)好處：1)保障了廢水與反應(yīng)槽藥劑能夠充分接觸反應(yīng)，提高了凈化效果；2)充分利用了廢水在重力作用下的驅(qū)動(dòng)效果，保障廢水流動(dòng)動(dòng)力的同時(shí)降低體系運(yùn)行成本。
[0033]可滲透反應(yīng)墻單元的入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽頂部均開有開口，開口上連接有蓋子，方便對(duì)體系進(jìn)行清潔或維護(hù)。其中反應(yīng)槽配備有特殊的藥劑存儲(chǔ)裝置，該裝置呈長(zhǎng)柱狀，整體由不銹鋼材質(zhì)制成，并且表面噴漆以增強(qiáng)其抗腐蝕性，在藥劑存儲(chǔ)裝置頂部設(shè)置有方便投料/清理的入料出料口，并配備有方便提取該裝置的半圓形把手。整個(gè)裝置周身遍布粒徑為0.2-0.3cm的圓形孔洞，在保障廢水在裝置中的流通性的前提下，避免反應(yīng)藥劑在廢水驅(qū)動(dòng)下被帶出裝置外。
[0034]本系統(tǒng)集礦洞機(jī)械封堵與礦井涌水凈化處理于一體，極大節(jié)省了系統(tǒng)占地面積，實(shí)現(xiàn)了礦井涌水的減量化、無害化處理。在此基礎(chǔ)上，充分考慮了工程運(yùn)維的簡(jiǎn)便性需求，本系統(tǒng)只需要對(duì)藥劑存儲(chǔ)裝置中的藥劑進(jìn)行定期更換和清理出水槽中的沉淀物即可。
[0035]本發(fā)明的有益效果是：
[0036]本發(fā)明提出的用于礦山廢水污染治理的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：
[0037]1)對(duì)礦洞進(jìn)行支撐加固的同時(shí)，基本阻隔外界空氣進(jìn)入礦洞侵蝕圍巖，從源頭上實(shí)現(xiàn)污染因子的減量化處理；
[0038]2)將長(zhǎng)期淤積在礦洞淺層的酸性礦山廢水引出處理，減輕對(duì)封堵系統(tǒng)的侵蝕破壞，提高礦洞封堵系統(tǒng)的安全性與使用壽命；
[0039]3)將采空區(qū)挖成前后左右由高到低向下朝引流管道傾斜的、將封堵墻墻體建成內(nèi)扣弧形的形狀，以保障礦洞廢水能充分匯聚入引流管道然后進(jìn)入可滲透反應(yīng)墻單元，封堵墻墻體防止廢水往周圍環(huán)境外溢；
[0040]4)通過在礦洞口底部布置可滲透反應(yīng)墻單元，通過多級(jí)反應(yīng)槽對(duì)殘留的礦洞涌水進(jìn)行高效凈化處理后達(dá)標(biāo)排放，廢水流經(jīng)路線采用“曲流式”設(shè)計(jì)，保障廢水與藥劑的接觸反應(yīng)時(shí)間，提升了凈化效果，從源頭上實(shí)現(xiàn)了污染因子無害化處理；
[0041]5)藥劑存儲(chǔ)裝置獨(dú)立于反應(yīng)槽，可以通過把手，單個(gè)取出進(jìn)行換料維護(hù)等，且側(cè)壁的進(jìn)水孔和出水孔既能容許廢水滲透通過，也能攔截廢水從前端反應(yīng)槽帶出的顆粒雜質(zhì)或形成的膠體沉淀；
[0042]6)本系統(tǒng)各級(jí)單元均采用模塊化設(shè)計(jì)，方便后續(xù)運(yùn)維過程中的藥劑更換與保潔維護(hù)，采用太陽能供電對(duì)前端廢水進(jìn)行曝氣處理，減少了工程投入。
附圖說明
[0043]圖1是本發(fā)明的一種新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖2是藥劑存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖中1-巖體；2-采空區(qū)；3-礦洞積水；4-封堵墻墻體；5-引流管道；6-可滲透反應(yīng)墻單元；7-入水槽；8-攪拌器；9-槽口；10-蓋子；11-光伏發(fā)電裝置；12-石英砂反應(yīng)槽；13-石灰石反應(yīng)槽；14-鋼渣反應(yīng)槽；15-錳砂沸石反應(yīng)槽；16-出水槽；17-過濾網(wǎng)；18-把手；19-入料出料口；20-進(jìn)水孔；21-出水孔；22-藥劑存儲(chǔ)裝置。
具體實(shí)施方式
[0046]下面將結(jié)合具體實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0047]本發(fā)明所有的一切材料藥劑，都可在市場(chǎng)上購(gòu)買到。
[0048]本發(fā)明提出了一種新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)，置于礦洞末端。該系統(tǒng)包括礦洞封堵單元、可滲透反應(yīng)墻單元6、藥劑存儲(chǔ)單元。在巖體1的采空區(qū)2的礦洞積水3區(qū)末端設(shè)置礦洞封堵單元。礦洞封堵單元由鋼筋混凝土澆筑而成，頂部厚度為0.5米，底部厚度為1.0米，在封堵墻墻體4底部設(shè)置有引流管道5，在基本隔絕洞外氧氣以避免腐蝕圍巖、實(shí)現(xiàn)污染物減量化處理的同時(shí)，將礦洞底部較長(zhǎng)周期生成的酸性廢水排出處理，減少其對(duì)封堵墻墻體的侵蝕破壞作用。
[0049]可滲透反應(yīng)墻單元包括入水槽7、多級(jí)反應(yīng)槽、出水槽16。所述入水槽、多級(jí)反應(yīng)槽和出水槽的頂面均開有開口，開口上蓋有蓋子10?？蓾B透反應(yīng)墻單元6整體由鋼筋混凝土澆筑而成，其底部和側(cè)面通過鋪設(shè)防水膜進(jìn)行覆膜防滲處理。入水槽7槽底低于礦洞封堵墻墻體0.5米，以保障在重力作用下淤積廢水能充分引流至入水槽7，入水槽7內(nèi)配備有直徑20cm的攪拌器8，該攪拌器8由光伏發(fā)電裝置11供電驅(qū)動(dòng)，用于曝氣處理提高溶液中的O2含量，充分促進(jìn)Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，以降低鐵的水解難度。反應(yīng)槽共設(shè)置有4級(jí)，包括1級(jí)石英砂反應(yīng)槽12，2級(jí)石灰石反應(yīng)槽13，3級(jí)鋼渣反應(yīng)槽14，4級(jí)錳砂沸石反應(yīng)槽15。廢水流經(jīng)多級(jí)反應(yīng)槽的路線設(shè)計(jì)成“曲流式”，以充分利用重力驅(qū)動(dòng)并保障廢水與藥劑的接觸反應(yīng)時(shí)間。經(jīng)過處理的廢水匯聚于出水槽16內(nèi)，在重力與過濾網(wǎng)17雙重作用下分離其中的顆粒沉淀物后排出，流入河道。在實(shí)際工程應(yīng)用中，不同槽體的厚度要根據(jù)入水水質(zhì)情況、入水流速與出水指標(biāo)等要求綜合考慮決定。所述藥劑存儲(chǔ)單元包括藥劑存儲(chǔ)裝置22和藥劑。所述藥劑存儲(chǔ)裝置呈長(zhǎng)柱狀，整體由不銹鋼材質(zhì)制成，并且表面噴漆以增強(qiáng)其抗腐蝕性，藥劑存儲(chǔ)裝置進(jìn)水側(cè)開有若干進(jìn)水孔20，出水側(cè)開有若干出水孔21，均為0.2-0.3cm的圓形孔洞。所述藥劑存儲(chǔ)裝置頂部?jī)蓚?cè)還連接有把手18，藥劑存儲(chǔ)裝置頂部開有入料出料口19。
[0050]入水槽7中所用直徑20cm攪拌器8的動(dòng)力來源為功率為50W的光伏發(fā)電裝置。
[0051]所述石英砂粒徑為0.5cm，有效組分含量98％；
[0052]所述天然石灰石粒徑0.5-0.8cm，有效組分含量95％；
[0053]所述鋼渣粒徑0.3-0.5cm，有效組分含量55％；
[0054]所述天然錳砂粒徑0.3cm，有效組分含量45％；所述天然沸石粒徑0.3cm，有效組分含量90％。
[0055]本發(fā)明所述的新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)如圖1所示，在完成系統(tǒng)搭建后，將所述藥劑材料充填于藥劑存儲(chǔ)裝置中，如圖2所示，該藥劑存儲(chǔ)裝置進(jìn)水孔20與出水孔21的粒徑為0.2cm。將藥劑存儲(chǔ)裝置裝填于反應(yīng)槽內(nèi)，然后向礦洞底部注入模擬礦山酸性廢水。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，廢水在重力所用下緩慢匯聚于入水槽7，在入水槽7經(jīng)過攪拌處理后，通過“曲流式”方式依次流經(jīng)1級(jí)石英砂反應(yīng)槽12、2級(jí)天然石灰石反應(yīng)槽13、3級(jí)鋼渣反應(yīng)槽14、4級(jí)錳砂沸石反應(yīng)槽15，最后匯入出水槽16。進(jìn)入出水槽16的廢水在重力與過濾網(wǎng)的雙重作用下，分離其中的顆粒沉淀物后，流入河道或進(jìn)入后續(xù)工序。
[0056]實(shí)施例1
[0057]本實(shí)施例模擬了包含有酸度、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、SO42-等污染因子的低濃度礦洞酸性廢水溶液(如表1所示)，搭建了每級(jí)槽體寬度為50cm的可滲透反應(yīng)墻單元，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。將上述廢水加入到模擬礦洞封堵單元前端，在流速為1L/min的條件下，由礦洞引流管道5引出的廢水經(jīng)過多級(jí)反應(yīng)槽處理后，對(duì)出水槽水質(zhì)進(jìn)行理化性質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)其中的污染因子含量達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III類標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)。表明該系統(tǒng)對(duì)低濃度礦井涌水具有優(yōu)秀的凈化處理能力。該系統(tǒng)能夠?qū)ΦV洞涌水進(jìn)行減量化、無害化處理。
[0058]污染因子pHSO42-FeMnCuZnPb凈化前含量(mg/L)4.0400501010101凈化后含量(mg/L)6.81800.30.10.20.10.1
[0059]實(shí)施例2
[0060]本實(shí)施例模擬了包含有酸度、Fe2+、Mn2+、Pb2+、Zn2+、SO42-等污染因子的高濃度礦洞酸性廢水溶液(如表2所示)，搭建了每級(jí)槽體寬度為50cm的可滲透反應(yīng)墻單元，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。將上述廢水加入到模擬礦洞封堵單元前端，在流速為1L/min的條件下，由礦洞引流管道引出的廢水經(jīng)過多級(jí)反應(yīng)槽處理后，對(duì)出水槽水質(zhì)進(jìn)行理化性質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)其中的污染因子含量達(dá)到了《鐵礦石采選企業(yè)污水處理技術(shù)規(guī)范(GB/T33815-2017)。表明該系統(tǒng)對(duì)高濃度礦井涌水具有良好的凈化處理能力。該系統(tǒng)能夠?qū)ΦV洞涌水進(jìn)行減量化、無害化處理。
[0061]污染因子pHSO42-FeMnCuZnPb凈化前含量(mg/L)2.06002005015152凈化后含量(mg/L)6.52402.30.80.20.10.1
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新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng).pdf
聲明：
“新型礦洞廢水滲透過濾式封堵系統(tǒng)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
1702
編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中冶南方都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司
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