一种还原连续产碱系统处理低pH、高铁、高硫酸盐矿井水的系统的制作方法

一种还原连续产碱系统处理低ph、高铁、高硫酸盐矿井水的系统
技术领域
1.本发明涉及矿井水领域，具体涉及一种还原连续产碱系统处理低ph、高铁、高硫酸盐矿井水的系统。


背景技术：

2.酸性重金属矿井废水(acidic mine drainage,简称amd)污染是一个世界性的问题，amd中含有高浓度的硫酸盐和可溶性的重金属离子，同时ph低、酸度大；因此一旦排放将会对河流及其生物产生严重影响，甚至会污染地下水体。一旦污染发生将很难治理。传统的地下水修复技术是抽出处理技术，但是运行成本高昂，不能满足处理需求。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种还原连续产碱系统处理低ph、高铁、高硫酸盐矿井水的系统，包括反应渠，反应渠内由下至上依次设置有石灰石层、有机质层，有机质层顶部设置水层，石灰石层内通过出水管与沉淀池连接，出水管伸出反应渠的一端设有喷淋阀，使得经由有机质层、石灰石层反应后的水通过喷淋方式进入沉淀池。
4.优选地，有机质层包括分解速率慢的堆肥以及秸秆、泥炭或锯末。
5.优选地，有机质层的厚度不小于50cm。
6.优选地，石灰石层包括粒径1
‑
2cm的石灰石粒。
7.优选地，石灰石层的厚度不小于70cm。
8.优选地，有机质层上部的水层深度不小于15cm。
9.优选地，反应渠的尺寸为：深1
‑
2m，宽3
‑
5m，长25
‑
100m。
10.优选地，出水管伸入石灰石层的部分上侧部设有穿孔。
11.优选地，出水管为耐腐蚀材料制成。
12.优选地，其实现方法，包括以下步骤：
13.s1、按设计尺寸开挖反应渠及沉淀池，在反应渠底部铺设石灰石粒构成石灰石层，将耐腐蚀的穿孔出水管一端埋设于石灰石层内，另一端延伸至沉淀池上部并设置喷淋阀；
14.s2、选择堆肥以及秸秆、泥炭或锯末在石灰石层上部铺设有机质层，营造强化还原环境而去除硫酸盐；
15.s3、将低ph、高铁、高硫酸盐矿井水引到反应渠道顶部，向下流过有机质层，溶解氧被消耗，水体氧化还原电位下降，导致硫酸根离子的还原而去除；然后流入下方的石灰石层，经过石灰石的溶解提高了水体ph值，导致铁、铝、铜等重金属发生沉淀而去除；最终通过反应渠末端底部的耐腐蚀穿孔管出水，出水通过喷淋方式排入沉淀池，进一步去除其中的三价铁离子。
16.采用以上方案后，本发明具有如下优点：本发明系统适用于低ph、高铁、高硫酸盐矿井水的处理，通过反应渠中有机质层对溶解氧的消耗而营造强还原环境，导致硫酸根离
子的还原而去除，石灰石层的溶解提高了水体ph值，导致铁、铝、铜等重金属发生沉淀而去除；通过反应渠末端底部的耐腐蚀穿孔管出水，出水通过喷淋方式排入沉淀池，进一步去除其中的三价铁离子。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1是本发明一种还原连续产碱系统处理低ph、高铁、高硫酸盐矿井水的系统的示意图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
22.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
24.在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
25.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.实施例
27.一种还原连续产碱系统处理低ph、高铁、高硫酸盐矿井水的系统，包括反应渠1，反应渠1内由下至上依次设置有石灰石层2、有机质层3，有机质层3顶部设置水层4，石灰石层2内通过出水管5与沉淀池6连接，出水管5伸出反应渠1的一端设有喷淋阀7，使得经由有机质层3、石灰石层2反应后的水通过喷淋方式进入沉淀池6。
28.出水管伸入石灰石层2的部分上侧部设有穿孔8。
29.出水管5为耐腐蚀材料制成。
30.其实现方法，包括以下步骤：
31.s1、按设计尺寸开挖反应渠及沉淀池，反应渠的尺寸为：深1
‑
2m，宽3
‑
5m，长25
‑
100m；
32.在反应渠底部铺设石灰石粒构成石灰石层，石灰石层的厚度不小于70cm，石灰石的粒径为1
‑
2cm；
33.将耐腐蚀的穿孔出水管一端埋设于石灰石层内，另一端延伸至沉淀池上部并设置喷淋阀；
34.s2、选择堆肥以及秸秆、泥炭或锯末在石灰石层上部铺设有机质层，有机质层的厚度不小于50cm，在有机质层上部引入不小于15cm的水层，经过有机质层，水体溶解氧被消耗，体系氧化还原电位下降，硫酸根离子发生还原而去除；
35.s3、将低ph、高铁、高硫酸盐矿井水引到反应渠道顶部，向下流过有机质层，然后流入下方的石灰石层，经过石灰石的溶解提高了水体ph值，导致铁、铝、铜等重金属发生沉淀而去除；最终通过反应渠末端底部的耐腐蚀穿孔管出水，出水通过喷淋方式排入沉淀池，进一步去除其中的三价铁离子。
36.在本发明中，有机质层能去除溶解氧，形成厌氧环境，硫酸盐发生还原而去除；石灰石层能中和酸度，提高碱度，促进fe2 的氧化和水解；
37.一、实现效果
38.选取多组低ph、高铁、高硫酸盐矿井水，测量其ph值及fe浓度，分别将每组低ph、高铁、高硫酸盐矿井水引入本处理系统，再测量处理后的矿井水的ph值及fe浓度；
[0039] 处理前ph值处理前fe浓度处理后ph值处理后fe浓度实验组一2.898mg/l6.15.7mg/l实验组二3.0102mg/l6.45.4mg/l实验组三3.1110mg/l6.75.5mg/l
[0040]
由上述表格可知，出水ph可由进水的3.0左右上升到6以上，fe的浓度可由进水的100mg/l左右下降到6mg/l以下。
[0041]
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。