[发明专利]一种酸性废水物理、化学和生物组合处理装置及处理方法

说明书

一种酸性废水物理、化学和生物组合处理装置及处理方法，处理装置包括依次连通的调蓄池、氮气除氧池、厌氧碱性缓释中和沉淀池、跌水暴气段、斜板沉淀池、厌氧生态湿地和干化池；处理方法通过合理控制不同阶段酸性废水中溶解氧含量、过水方式及物理初泥过程，实现全系统中和沉淀、物理除泥及微生物长效运行；实现了碱性材料的长效缓释、厌氧微生物的稳定生长，保证了重金属和无机盐的稳定高效去除；过水方式可实现全套系统低动力运维；物理初泥可保证全套系统的稳定运行；该系统具有工艺简单，维护方便，处理费用低，占地面积小，经处理后的废水达到地表水3类水体排放标准。

技术领域

本发明涉及矿井闭坑后采空空间酸性水外溢至地表后的废水处理领域，特别涉及一种酸性废水物理、化学和生物组合处理装置及处理方法。

背景技术

随着我国供给侧结构性改革及资源枯竭型矿井的增多，大量的产量小、安全无保障的矿井被关闭。大规模的矿井关闭之后，产生了一系列安全及生态环境问题。其中外溢的废弃矿井酸性水对地表生态环境影响巨大。矿井关闭后外溢的矿井水一般具有低pH，高铁、高锰、高硫酸的特点。

现有酸性水处理处理方法主要包括物理法、化学法、生物法；其中物理法主要指膜处理法、化学法以中和沉淀为主，生物法主要指植物和微生物的协调处理。

上述酸性废水处理方法，对应的传统工艺主要有膜处理、中和沉淀、电解、生态处理。其中膜处理是一种物理方法，将污水通过分子量较小的膜，过滤掉内部的杂质，该方法处理效果较好，但膜的寿命要求较高，成本较高，一直未能广泛推广；中和沉淀是利用碱性材料中和酸性水，此种方法可减少酸性水中的重金属，但该方法会产生大量污泥，造成处理系统快速失效，极易造成二次污染同时处理成本较高；电解法是由工业废水(尤其是电镀废水)引入酸性水处理的方法，该方法是通过电解水产生氢氧根，中和酸性水，该方法具有处理迅速的特点，但是也存在处理成本较高，无机盐处理效果较差的缺点；生态处理主要指湿地，是近年来一直提倡的生物治理方法，是利用植物、土壤以及微生物组成的自然生态湿地系统的相互协调作用，通过土壤吸附沉淀、微生物催化作用和植物过滤、吸收等途径净化水体，该方法具有低成本、投资少、运维简单的特点，但是存在占地面积大的缺点。

专利CN110342676B通过向往废水中投入氧化剂搅拌，提取上清液后加入聚乙烯醇和分子筛，进一步的取上清液往滤液加入碱，然后加入絮凝剂，搅拌后过滤，对酸性废水进行治理，该治理方法具有快速、有效、经济环保的有点，可有效去除酸性废水中的重金属。但是该专利处理酸性水，需投加大量的药剂，产生泥量较大，易造成次生污染，且该系统需增加搅拌工艺，导致治理成本增加。

专利CN109607971A将中和法和生态处理组合处理酸性水，酸性水先通过碱性石灰石、方镁石进行中和处理，处理后的水进入好氧湿地，经处理后的废水达到地表水Ⅲ类标准，上述方法具有处理费用低、占地面积小的特点，但是该方法需最低水力停留时间，导致系统占地面积较大，且未设置除泥单元，碱性材料极易失效。

综上，目前酸性矿山废水处理工艺主要存在污泥量大、处理效率低、处理系统失效快、硫酸盐去除率差、人工运维、经济成本高除不理想的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺点，提供一种酸性废水物理、化学和生物组合处理装置及处理方法，该方法通过合理控制不同阶段酸性废水中溶解氧含量、过水方式及物理初泥过程，实现全系统中和沉淀、微生物长效运行；其中控制不同阶段溶解氧含量可实现碱性材料的长效缓释、厌氧微生物的稳定生长，进一步的保证重金属和无机盐的稳定高效去除；过水方式可实现全套系统低动力运维；物理初泥可保证全套系统的稳定运行；该系统具有工艺简单，维护方便，处理费用低，占地面积小，经处理后的废水达到地表水三类水体排放标准。

一种酸性废水物理、化学和生物组合处理方法，系通过合理控制溶解氧含量、过水方式及物理除泥，实现中和沉淀和厌氧微生物的长期运行，保证重金属和硫酸盐的除去。该系统可实现低动力、长效、稳定的运行。