一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统及方法与流程
本发明涉及废弃硫铁矿区治理，具体涉及一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统及方法。
背景技术：
1、废弃硫铁矿区酸性废水的产生主要是由于硫铁矿的氧化所引起的，在缺氧环境的矿洞内或渣堆内，通常情况下氧化反应进行得比较缓慢，在水、氧气和硫氧化细菌参与下会加速进行。酸性废水处理工艺常用到碱性材料的反应沟工艺，将矿洞或废石渣堆中渗出产生的酸性废水导入反应沟中与碱发生反应，它是一种最简单的被动中和处理方法。但进入到开放好氧的环境里，硫酸亚铁会被迅速氧化为硫酸铁，随着ph值的提升形成氢氧化铁沉淀包裹在参与反应的碱性材料表面并不断积累，造成反应沟内药剂钝化，反应效率和速率下降、反应药剂空隙间沉积物持续淤积、反应沟末端淤堵等问题，最终导致处理系统瘫痪无法正常运行。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统及方法，既能有效处理含铁酸性废水，又能保证处理系统长效运行，避免过快堵塞和失效。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案为一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，包括反应沟渠，所述反应沟渠内通过配水花墙分隔为沿酸性废水流向依次连通的密闭进水区、缺氧反应区、氧化沉淀区；所述缺氧反应区内自下至上依次设置有中和反应层、阻隔层、覆盖层；所述配水花墙上设置有过水孔，所述过水孔位于所述中和反应层的顶面以下，所述密闭进水区和所述氧化沉淀区的液面均高于所述过水孔。
3、作为实施方式之一，所述中和反应层中填充石灰石颗粒；所述缺氧反应区整体自所述密闭进水区至所述氧化沉淀区的方向向下倾斜设置。
4、作为实施方式之一，所述中和反应层的底部设置有导排花管，所述导排花管的起端靠近所述密闭进水区，末端伸至所述氧化沉淀区的液面以下，且所述导排花管自其起端至末端的方向向下倾斜设置。
5、作为实施方式之一，所述处理系统还包括冲洗装置，所述导排花管的起端通过起端冲洗管路与所述冲洗装置连接，所述导排花管的中部通过中间冲洗管路与所述冲洗装置连接。
6、作为实施方式之一，所述冲洗装置包括冲洗风机和储气罐，所述起端冲洗管路和所述中间冲洗管路均与所述冲洗风机的出气口连接，所述冲洗风机的进气口与所述储气罐连接；所述密闭进水区的顶部设置有集气罩，所述集气罩与所述储气罐连通。
7、作为实施方式之一，所述冲洗装置包括冲洗水泵，所述冲洗水泵设置于所述密闭进水区中，所述起端冲洗管路和所述中间冲洗管路均与所述冲洗水泵的出水口连接。
8、作为实施方式之一，所述密闭进水区的顶部密闭，所述密闭进水区内通过第一挡水墙分为第一密闭进水区和第二密闭进水区，进水管的末端伸至所述第一密闭进水区的液面以下，所述第二密闭进水区与所述中和反应层连通，且所述第二密闭进水区的液面高于所述过水孔。
9、作为实施方式之一，所述氧化沉淀区内通过第二挡水墙分为第一氧化沉淀区和第二氧化沉淀区，所述第一氧化沉淀区与所述中和反应层连通，所述第二氧化沉淀区与出水管连通；所述第二挡水墙的顶面和所述第一氧化沉淀区的液面均高于所述过水孔。
10、本发明还提供一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理方法，采用以上任一项所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系，该方法包括如下步骤：
11、将废弃硫铁矿区的矿洞和/或渣堆产生的含铁酸性废水在缺氧的环境下引入密闭进水区，随后通过密闭进水区与缺氧反应区之间的配水花墙上的过水孔进入中和反应层，在缺氧环境中进行中和反应，之后通过缺氧反应区与氧化沉淀区之间的配水花墙上的过水孔进入氧化沉淀区，废水中的亚铁被氧化为三价铁，并形成沉淀。
12、作为实施方式之一，在中和反应层的底部通过导排花管收集产生的少量沉淀，并排至氧化沉淀区；采用冲洗装置定期对导排花管进行冲洗，且每次冲洗时先对导排花管的起端进行冲洗，再对导排花管的中部进行清洗。
13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
14、(1)本发明结合废弃硫铁矿区的矿洞和/或渣堆产生的含铁酸性废水初始为缺氧酸性状态，将反应沟渠内分为依次连通的密闭进水区、缺氧反应区、氧化沉淀区，通过密闭进水区、缺氧反应区的缺氧环境避免亚铁被氧化，通过缺氧反应区的中和反应层提高废水ph值，使亚铁在氧化沉淀区集中氧化并形成氢氧化铁沉淀，实现中和、沉淀分步分区完成，既能有效处理含铁酸性废水，又能解决中和反应层过快堵塞和失效的问题，保证处理系统长效运行；
15、(2)本发明的缺氧反应区上部采用阻隔层和覆盖层紧密贴合中和反应层，可以更好的隔绝外部氧气与反应区的物质交换，防止亚铁转化为铁盐形成沉淀淤堵，同时方便更换填充料；中和反应层内充填石灰石反应药剂，能合理控制废水ph值稳定至中性，控制亚铁盐形成沉淀淤堵；
16、(3)本发明在中和反应层的底部设置导排花管，收集中和反应层内的少量悬浮物或形成的沉淀，并导排至氧化沉淀区，避免造成中和反应层淤堵；同时设置冲洗装置对导排花管进行冲洗，使导排花管中的淤积物松动脱落，随废水水流排入氧化沉淀区；
17、(4)本发明的密闭进水区采用全封闭进出水，保证初始缺氧环境；且内部通过分格，一方面收集缺氧反应区产生二氧化碳，作为缺氧反应区导排花管的气冲洗的气源，另一方面提供水冲洗的水源，实现以废治废，冲洗介质内循环；
18、(5)本发明的氧化沉淀区采用自然和跌水曝气强化亚铁盐在中性条件下高效转化为三价铁沉淀，并随污泥及时排出。
技术特征：
1.一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，包括反应沟渠，其特征在于：所述反应沟渠内通过配水花墙分隔为沿酸性废水流向依次连通的密闭进水区、缺氧反应区、氧化沉淀区；所述缺氧反应区内自下至上依次设置有中和反应层、阻隔层、覆盖层；所述配水花墙上设置有过水孔，所述过水孔位于所述中和反应层的顶面以下，所述密闭进水区和所述氧化沉淀区的液面均高于所述过水孔。
2.如权利要求1所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，其特征在于：所述中和反应层中填充石灰石颗粒；所述缺氧反应区整体自所述密闭进水区至所述氧化沉淀区的方向向下倾斜设置。
3.如权利要求2所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，其特征在于：所述中和反应层的底部设置有导排花管，所述导排花管的起端靠近所述密闭进水区，末端伸至所述氧化沉淀区的液面以下，且所述导排花管自其起端至末端的方向向下倾斜设置。
4.如权利要求3所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，其特征在于：还包括冲洗装置，所述导排花管的起端通过起端冲洗管路与所述冲洗装置连接，所述导排花管的中部通过中间冲洗管路与所述冲洗装置连接。
5.如权利要求4所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，其特征在于：所述冲洗装置包括冲洗风机和储气罐，所述起端冲洗管路和所述中间冲洗管路均与所述冲洗风机的出气口连接，所述冲洗风机的进气口与所述储气罐连接；所述密闭进水区的顶部设置有集气罩，所述集气罩与所述储气罐连通。
6.如权利要求4或5所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，其特征在于：所述冲洗装置包括冲洗水泵，所述冲洗水泵设置于所述密闭进水区中，所述起端冲洗管路和所述中间冲洗管路均与所述冲洗水泵的出水口连接。
7.如权利要求1所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，其特征在于：所述密闭进水区的顶部密闭，所述密闭进水区内通过第一挡水墙分为第一密闭进水区和第二密闭进水区，进水管的末端伸至所述第一密闭进水区的液面以下，所述第二密闭进水区与所述中和反应层连通，且所述第二密闭进水区的液面高于所述过水孔。
8.如权利要求1所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统，其特征在于：所述氧化沉淀区内通过第二挡水墙分为第一氧化沉淀区和第二氧化沉淀区，所述第一氧化沉淀区与所述中和反应层连通，所述第二氧化沉淀区与出水管连通；所述第二挡水墙的顶面和所述第一氧化沉淀区的液面均高于所述过水孔。
9.一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系，该方法包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理方法，其特征在于：在中和反应层的底部通过导排花管收集产生的少量沉淀，并排至氧化沉淀区；采用冲洗装置定期对导排花管进行冲洗，且每次冲洗时先对导排花管的起端进行冲洗，再对导排花管的中部进行清洗。
技术总结
本发明涉及废弃硫铁矿区治理技术领域，具体涉及一种废弃硫铁矿区酸性废水防淤堵沟渠式处理系统及方法，包括反应沟渠，所述反应沟渠内通过配水花墙分隔为沿酸性废水流向依次连通的密闭进水区、缺氧反应区、氧化沉淀区；所述缺氧反应区内自下至上依次设置有中和反应层、阻隔层、覆盖层；所述配水花墙上设置有过水孔，所述过水孔位于所述中和反应层的顶面以下，所述密闭进水区和所述氧化沉淀区的液面均高于所述过水孔。本发明将反应沟渠内分为密闭进水区、缺氧反应区、氧化沉淀区，通过密闭进水区、缺氧反应区的缺氧环境避免亚铁被氧化，使亚铁在氧化沉淀区集中氧化并沉淀，实现中和、沉淀分步分区完成，既能有效处理含铁酸性废水，又能解决反应区过快堵塞和失效的问题，保证处理系统长效运行。
技术研发人员：田靓,张安鹏,陈启会,高章龙,归强,赵颖
受保护的技术使用者：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23