CN108658208B - 尾矿水河道原位净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尾矿水河道原位净化处理装置，包括位于河道上游的过滤净化墙，所述的过滤净化墙由蜂窝煤砖垒叠而成，所述的蜂窝煤砖上设有若干贯穿通道，所述贯穿通道中填充有滤芯；过滤净化墙侧面设有支撑装置，所述的支撑装置包括与过滤净化墙紧贴的铁丝网，铁丝网的另一面设有加筋支撑，加筋支撑的交叉处设有斜支撑；河道下游还设有拦沙翻水坝，所述的拦沙翻水坝顶部设有翻水石，中间留有溢洪道，所述溢洪道下方设有积沙检测器。本发明利用原有河道作为净化通道，降低了经济成本，实现可持续发展，尾矿水处理的净化砖采用尾矿渣作为原材料，就地取材、变废为宝，实现了循环利用的生态要求。

Description

尾矿水河道原位净化处理装置

技术领域

本发明涉及生态环境技术领域，尤其涉及一种尾矿水河道原位净化处理装置。

背景技术

随着经济的发展，新能源形式的逐渐开发，煤矿的主体地位逐渐下降。同时由于片面追求经济发展，而之前一直忽略的环境问题逐渐变得尖锐，燃烧煤矿带来的二氧化硫、酸雨等问题引发人们关注，因此，煤矿的开采逐渐下降。在全国范围内，越来越多的煤矿出现停产关闭的状况。许多煤矿在关闭的过程中，不按照规范条理进行关闭，造成了尾矿污染的情况普遍。特别在地下水资源丰富地区，河道水质质量高，但是由于尾矿的不正确关闭，地下水或者降水从废矿井中溢出，污染河道及周边农田，严重破坏了当地的自然生态条件，对农业、水利造成了巨大的影响。

废弃尾矿矿坑未能回填，引起地下水回流溢水，形成的废矿尾水，导致水质严重污染，水体颜色变黄变红，当地自然水系中鱼虾几乎灭迹，河流湖泊淤塞的问题尤为明显突出。针对尾矿废水和废矿尾水，寻找经济高效的尾矿水处理手段，对于促进落后地区的环境保护，有着重大的意义。在水资源短缺，水资源质量急剧下降的现在，保护水资源，净化改良废弃工业供水，实现水资源的高效循环率用，迫在眉睫。

当前形势下，国内针对废矿尾水的处理方式依旧是沿用对尾矿废水的处理方式，建立沉淀池、化学反应池、过滤池等老旧的工程硬质性质的手段，进行处理，一些新兴研究处理方式并未投入到实际工程运用中。同时现阶段的生态处理净化手段仅仅停留在美观、可赏的表面要求上，不能达到对环境和生态有突破性改善的要求，所做的生态净化设计往往不符合当地地形流域特征，甚至造成了一定的生态破坏和损失。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种尾矿水河道原位净化处理装置，能够解决现有技术中引水入厂、处理效率低下等问题。

技术方案：本发明包括位于河道上游的过滤净化墙，所述的过滤净化墙由蜂窝煤砖垒叠而成，所述的蜂窝煤砖上设有若干贯穿通道，所述贯穿通道中填充有滤芯；所述的过滤净化墙侧面设有支撑装置。

本发明还包括位于河道下游的拦沙翻水坝，所述的拦沙翻水坝顶部设有翻水石，中间留有溢洪道，所述溢洪道下方设有积沙检测器。

所述的支撑装置包括与过滤净化墙紧贴的铁丝网，铁丝网侧面设有加筋支撑，所述的加筋支撑交叉处设有斜支撑。

所述斜支撑的中部设有水质检测器，用于测试过滤净化墙的净化作用，需根据实测污染物浓度，确定过滤净化墙和支撑装置的组数。

所述的蜂窝煤砖为六角状结构，其前后表面黏贴有土工布，土工布与蜂窝煤砖之间采用强力防水胶进行黏贴。

所述土工布的空隙小于滤芯的最小粒径，防止滤芯流失。

所述的滤芯采用石英砂锰砂混合填料滤芯。

有益效果：本发明利用原有河道作为净化通道，降低了经济成本，实现可持续发展，尾矿水处理的净化砖采用尾矿渣作为原材料，就地取材、变废为宝，实现了循环利用的生态要求。

附图说明

图1为本发明的蜂窝煤砖的主视图及侧视图；

图2为本发明的蜂窝煤砖的垒叠示意图；

图3为本发明的河道开挖清淤及重新填筑断面图；

图4为本发明的支撑装置结构示意图；

图5是本发明的技术路线纵断面流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，本发明包括位于河道上游的过滤净化墙1，过滤净化墙1一侧设有支撑装置2，河道下游设有拦截冲刷颗粒的拦沙翻水坝3。过滤净化墙1是利用当地尾矿库矿渣压制成的六角蜂窝煤砖11，砖体按正六边形布置，其外接圆直径为20cm，表面设有7个贯穿通道，其直径为3cm，并在贯穿通道中填充石英砂锰砂滤芯12，其级配要求需到达单块煤砖的渗透系数：2.4×10^-1—6.0×10^-1(cm x s^-1)，蜂窝煤砖11前后表面黏贴有土工布13，土工布13与蜂窝煤砖11之间采用强力防水胶进行黏贴，并且在周边表面留有2cm的包边距离，用于防止滤芯12的流失，土工布13的空隙大小必须小于石英砂锰砂的最小粒径。蜂窝煤砖11按照图2的方式垒叠成墙。

支撑装置2位于过滤净化墙1的一侧，防止过滤净化墙1在水流冲刷作用下发生垮塌，紧贴净化墙1的是采用平纹荷兰编织的水下防锈铁丝网21，可以托住过滤净化墙1整体，其后再用格构式防锈钢管或型钢作为加筋支撑22，在格构节点设置T型型钢斜支撑23，斜支撑23需插入河道一定深度，以保持其稳定性。在斜支撑23的中部，设置水质检测器24，用以测定过滤后河水中固体颗粒和金属元素的含量，判断过滤是否有效，作为更换蜂窝煤砖11或者过滤净化墙1的主要依据。

拦沙翻水坝3设置在河道下游，用于拦截冲刷出来的滤芯12和煤渣，在拦沙翻水坝3顶部设置翻水石31，当水体超过拦沙翻水坝3的高度时，河水从坝顶翻过翻水石31，增加曝氧面积，实现无机物的充分氧化。拦沙翻水坝3中间留有溢洪道32，在汛期时节，洪水来临时适时打开溢洪道32，满足行洪安全，同时溢洪道32在淤积堆的上方，不会造成污染物的再次转移污染。在溢洪道32下方设置积沙检测器33，实时探测积沙和滤芯冲刷淤积情况，当堆积深度超过预警值时，需要进行人工清淤工作。

河道开挖方式依据溶质运移计算结果，得出污染物运移的深度，对原河床41进行开挖，通过土方平衡计算，得出填筑沙洲43所需的土方量，进行河床开挖，最后实现开挖填筑后的河床42。具体计算方法如下：

根据流域河道水文地质资料、径流量、渗透系数等，通过污染物运移模型MT3D的基本方程：

计算污染物溶质运移深度和范围，基于计算结果，设计开挖深度。同时考虑填筑沙洲43的体积，在河道横断面上要保持：

S_{原河道断面}＝S_{填筑后河道断面}-(1-P_煤砖)·S_煤砖

在原河床41上，依据计算结果，确保断面流量不变，进行开挖和填筑，得到土方工作后的开挖后河床曲线42和沙洲43。

在河床42和沙洲43之间，将工厂预制好的蜂窝煤砖11进行垒叠和固定成过滤净化墙1，砖与砖之间在土工布13包边处涂抹防水胶。根据河道的实测污染物浓度和储水要求，设置过滤净化墙1的高度和厚度，每层之间错开布置，防止出现整体垮塌。过滤净化墙1需有一部分嵌入沙洲和河床土体内，以起固定作用。

将支撑装置2安装在过滤净化墙1后，防锈铁丝网21托住整面墙体，加筋支撑22和斜支撑23在防锈铁丝网21的另一侧，为墙体提供支撑。防锈铁丝网21与过滤净化墙1一起，都需插入河床42及沙洲43内部，起到稳固作用。斜支撑23入土深度要达到安全设计要求，其中部安装水质检测器24，实时监控净化情况，提供过滤净化墙1的清理和更换依据。

Claims (5)

1.一种尾矿水河道原位净化处理装置，其特征在于：包括位于河道上游的过滤净化墙（1），过滤净化墙（1）沿水流方向设置有多个，所述的过滤净化墙（1）由蜂窝煤砖（11）垒叠而成，所述的蜂窝煤砖（11）上设有若干贯穿通道，所述贯穿通道中填充有滤芯（12），所述的过滤净化墙位于水面以下，并与河道横断面轴线垂直；所述的过滤净化墙（1）侧面设有支撑装置（2），所述的支撑装置（2）包括与过滤净化墙（1）紧贴的铁丝网（21），铁丝网（21）侧面设有加筋支撑（22），所述的加筋支撑（22）交叉处设有斜支撑（23）；河道下游设有拦沙翻水坝（3），所述的拦沙翻水坝（3）顶部设有翻水石（31），中间留有溢洪道（32），所述溢洪道（32）下方设有积沙检测器（33）。

2.根据权利要求1所述的尾矿水河道原位净化处理装置，其特征在于：所述斜支撑（23）的中部设有水质检测器（24）。

3.根据权利要求1所述的尾矿水河道原位净化处理装置，其特征在于：所述的蜂窝煤砖（11）为六角状结构，其前后表面黏贴有土工布（13）。

4.根据权利要求3所述的尾矿水河道原位净化处理装置，其特征在于：所述的土工布（13）的空隙小于滤芯（12）的最小粒径。

5.根据权利要求1所述的尾矿水河道原位净化处理装置，其特征在于：所述的滤芯（12）采用石英砂锰砂混合填料滤芯。

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