[发明专利]一种用于酸性煤矿废水的处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿废水处理的装置和方法，特别地涉及一种酸性煤矿废水处理的装置和方法。

背景技术

目前业内对矿区酸性废水的处理主要采用如下三种方法：

(一)以中和沉淀和硫化沉淀为代表的化学沉淀法。化学沉淀法处理高浓度矿山酸性废水主要是通过添加中和剂或硫化剂，增加废水pH值并与废水中的金属离子生成氢氧化物或硫化物沉淀，最后通过固液分离将沉淀物去除，废水达标排放。虽然化学沉淀法经过不断发展和改进日臻成熟，但由于其处理过程存在沉淀药剂添加量大，处理成本高，处理不彻底，产生二次污染，有价成分无法回收等不足，制约该方法的进一步推广应用。例如中国专利CN1418831公开的“一种处理有色金属酸性废水的方法”，该方法是采用一段石灰中和加二段聚合硫酸铁沉淀处理两个步骤来处理有色金属酸性废水。再如中国专利CN1613796公开的“一种酸性废水的处理方法”，该方法将钡渣直接加在含有大量的硫酸根离子的废水中，钡渣中的钡离子与废水中的硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，净化了酸性废水。此外，中国专利CN1931729公开了“一种含重金属酸性废水处理及利用的方法”，该方法包括下列步骤：1.含重金属的酸性废水分别经两种特殊材料过滤设施过滤净化；2.净化水制酸；3.经过滤设施出口的较低含酸浓度的废水循环利用。也存在处理费用高、过滤设备容易污堵、操作压力大等不足，不适于高浓度酸性废水处理。

(二)膜分离法。膜分离法是以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在压力差、浓度差、电位差、温度差等推动力时，原料侧组分选择性地透过膜从而分离、提纯。将瞙分离法用于酸性废水工艺时必须采用其他方法回收有价金属，同时用中和法保证已提纯的酸性废水pH达标排放，或者循环使用已提纯的酸性废水。此外，由于膜分离法存在处理费用高、容易污堵、操作压力大等不足，不适于高浓度酸性废水处理。例如中国专利CN1872742公开的“应用膜技术处理矿山废水的工艺方法”，该方法的工艺流程是：矿山废水→蓄水池→输水泵→机械过滤器→纤维球过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→反渗透膜组→净水。再如中国专利CN1872742公开的“应用膜技术处理矿山废水的工艺方法”，该方法的工艺流程是：矿山废水→蓄水池→输水泵→机械过滤器→纤维球过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→反渗透膜组→净水。

(三)生物法等方法处理。微生物法是目前国内外处理酸性矿山废水的最新方法，该方法是利用硫酸盐还原菌通过异化硫酸盐的生物还原反应，将硫酸盐还原为H₂S或S^2-，进而与废水中金属离子生成硫化物沉淀，回收金属硫化物；同时生物还原反应将释放碱度，提高废水pH。利用硫酸盐还原菌的微生物法处理酸性矿山废水具有费用低、适用性强、无二次污染、可回收有价成分等优点，但由于纯微生物法存在受生物体自身能力限制、能处理的pH范围小、对金属离子耐受能力差、处理效率低等不足，也不适于高浓度酸性废水处理，因此未能推广应用。例如中国专利CN101219844公开的“一种生物处理酸性矿山废水的工艺”，该工艺是利用污水厂污泥酸性发酵产物为硫酸盐还原菌的碳源处理酸性硫酸盐废水并回收单质硫：厌氧生物反应器中硫酸盐还原菌SRB将硫酸盐生物还原为H₂S或S^2-，好养生物膜反应器中无色硫细菌将H₂S或S^2-生物氧化为单质硫。

这些方法都有其固有缺陷，而最重要的是，酸性煤矿井废水由于其还具有超高的SS值，还有较高的重金属含量，从而增加了这种废水的处理难度。

发明内容

本发明提供了一种用于酸性煤矿废水的处理装置和方法。

所述的用于酸性煤矿废水的处理装置，包括混凝池，沉淀池，过滤装置以及生物反应器。

其中，混凝池中设置有搅拌器，并且该搅拌器的转速可以调节。

其中，过滤装置是过滤柱，过滤柱长1.5～1.8米，柱子内径30毫米，过滤柱中使用的滤料是经高锰酸钾溶液浸泡过的锰砂。

其中，生物反应器设置两个，分别是厌氧生物滤池、好氧生物流化床。这两个反应器均采用生物膜法，所述两个反应器之间串联。反应器中投加生物膜载体，所使用的载体为以椰子壳为原料制成的悬浮生物载体。

所述用于酸性煤矿废水的处理方法如下：

(1)将待处理废水引入混凝池，在混凝池中加入混凝剂，混凝剂选择柴油碱渣与PAM的溶液的混合物，其用量为4.5～6ml/L，先使用200转/分钟的转速快速搅拌1分钟，然后改为40转/分钟搅拌15分钟。