CN112759119A - 用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统及其应用，涉及废水处理的技术领域。本发明提供的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，包括依次连通的一级反应池、中间收集槽、中间配水槽和二级反应池；中间收集槽与一级反应池间隔通孔墙；中间收集槽与中间配水槽以实体墙分隔；中间配水槽与二级反应池间隔通孔墙。本发明的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统解决了现有酸性矿山废水处理运行成本高难以维持稳定处理达标的问题，具有运行费用低、处理效率高、出水稳定达标和生态经济环保等优点，能够用于其他废水的处理。

Description

用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统及其应用
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统及其应用。
背景技术
煤矿、金属矿山等开采过程中，会留下诸多矿渣、矿坑和矿洞。矿山关停后，矿山或矿洞长期积水会出现黄色废水外溢现象，此类废水为矿山废水。该废水具有pH较低，特征污染物铁及重金属含量高，分散难收集等特点。矿山废水肆意流排，会造成下游河流、湖泊及农田等污染，并危害周边居民生活安全，尤其在我国南方地区比较常见。
目前治理酸性矿山废水的主要方法有物理处理法、化学处理法、物理化学处理法、生物法和矿物法等，其中，加碱中和沉淀法是应用最为广泛的。但是，加碱中和沉淀法存在如下问题：前期建设投入大，设备运行过程中腐蚀快；运行成本高(能耗高、人工成本高、药剂消耗量大)；适用范围小，对难沉淀性的重金属废水处理效果差。因此，当今全国各地用于处置矿山废水的处理设施，大都因设备腐蚀过快、药剂费用高、设备维护成本高等原因停止运营。
为了解决现有酸性矿山废水处理运行成本高难以维持稳定处理达标的问题，亟待开发一种具有运行费用低、处理效率高、出水稳定达标和生态经济环保的用于处理酸性矿山废水的工艺。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，该用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统运行费用低、处理效率高、出水稳定达标，且生态经济环保，能够缓解现有酸性矿山废水处理存在运行成本高、处理稳定性差等技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统在废水处理中的应用。
为了解决上述技术问题，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，包括依次连通的一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5和二级反应池6；所述中间收集槽4与一级反应池3间隔第三通孔墙3-1；所述中间收集槽4用于收集一级反应池3中通过第三通孔墙3-1流出的废水；所述中间收集槽4与中间配水槽5以第一实体墙4-1分隔；所述第一实体墙4-1用于将中间收集槽4中的废水以堰上出水形式流入中间配水槽5；所述中间配水槽5与二级反应池6间隔第四通孔墙5-1；所述中间配水槽5用于将中间收集槽4中的废水收集并通过第四通孔墙5-1流入二级反应池6；
所述一级反应池3和二级反应池6中各自独立的充装有工艺反应填料。
作为进一步技术方案，所述一级反应池3前延水流方向还包括依次连通的进水配水槽1和前端反应池2；所述进水配水槽1和前端反应池2间隔第一通孔墙1-2；所述进水配水槽1用于收集废水，并将废水通过第一通孔墙1-2流入前端反应池2；所述前端反应池2与一级反应池3间隔第二通孔墙2-1；所述前端反应池2用于将废水进行预处理，并将预处理的废水通过第二通孔墙2-1流入一级反应池3；
所述前端反应池中充装有工艺反应填料；优选地，所述进水配水槽1设有进水装置1-1；所述进水装置1-1用于控制进水配水槽1的液面高度。
作为进一步技术方案，所述二级反应池6后还包括依次连通的出水收集槽7和出水渠8；所述出水收集槽7与二级反应池6间隔第五通孔墙6-1；所述出水收集槽7用于收集二级反应池6中通过第五通孔墙6-1流出的废水；所述出水收集槽7与出水渠8以第二实体墙7-1分隔；所述第二实体墙7-1用于将出水收集槽7中的废水以堰上出水形式流入出水渠8。
作为进一步技术方案，所述出水渠8底部设置出水装置9；所述出水装置9用于控制出水渠8液面高度；
优选地，所述出水渠8液面高度低于进水配水槽1液面高度0.5～1.0m。
作为进一步技术方案，所述通孔墙包括圆孔通孔墙或者方孔通孔墙；
优选地，所述圆孔通孔墙的圆孔孔径为50～100mm，优选为50mm；
优选地，所述方孔通孔墙的方孔边长为50～100mm，优选为50mm；
优选地，所述通孔墙至少包括一个通孔；
优选地，所述通孔墙的孔隙率为15％～30％。
作为进一步技术方案，所述进水配水槽1、前端反应池2、一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5、二级反应池6和出水收集槽7的深度各自独立的为2.5～3.0m，优选为2.5m；
优选地，所述出水渠8的深度为0.5～1.2m，优选为1.0m；
优选地，所述进水配水槽1、前端反应池2、中间收集槽4、中间配水槽5、出水收集槽7和出水渠8的第一边各自独立的为0.5～1.0m，优选为0.5m；
优选地，所述一级反应池3的第一边与前端反应池2的第一边相等；
优选地，所述二级反应池6的第一边相等与中间配水槽5的第一边相等。
作为进一步技术方案，废水通过第一通孔墙1-2、第二通孔墙2-1和第三通孔墙3-1的流速各自独立的为0.25～0.30cm/s；
优选地，所述前端反应池2的反应时间为0.5～1h；
优选地，所述一级反应池3的反应时间为3.5～7h；
优选地，废水从中间收集槽4转移至中间配水槽5时，所述第一实体墙4-1的堰上水头为0.1～0.3m，优选为0.2m；
优选地，废水通过第四通孔墙5-1和第五通孔墙6-1的流速各自独立的为0.20～0.25cm/s；
优选地，所述二级反应池6的反应时间为4～8h。
作为进一步技术方案，所述前端反应池2中充装的工艺反应填料的粒径为10～30mm，优选为15～25mm；
优选地，所述一级反应池3中充装的工艺反应填料的粒径为5～10mm，优选为6～9mm；
优选地，所述二级反应池6中充装的工艺反应填料的粒径为2～6mm，优选为3～5mm。
作为进一步技术方案，所述工艺反应填料包括反应填料LS004、反应填料LS005、反应填料LS005或反应填料LS005中的至少一种；
优选地，所述反应填料LS004主要由Ca、Si、S和O元素构成；
优选地，所述反应填料LS005主要由Mn、Si、Fe、S、Mg和O元素构成；
优选地，所述反应填料LS006主要由Mn、Fe、Al、O和H元素构成；
优选地，所述反应填料LS007主要由Si、Fe、Al和O元素构成。
第二方面，本发明提供了一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统在废水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，包括依次连通的一级反应池、中间收集槽、中间配水槽和二级反应池。中间收集槽与一级反应池间隔通孔墙，将中间收集槽与一级反应池分隔开来，同时能够使得经过一级反应池处理的废水均匀的流至中间收集槽；中间收集槽用于收集经过一级反应池处理的废水，方便对废水取样监测，避免死水区；中间收集槽与中间配水槽以实体墙分隔，避免不达标的废水直接流入二级反应池；实体墙用于将中间收集槽中的废水以堰上出水形式流入中间配水槽，促进了流入中间配水槽废水的混合；中间配水槽与二级反应池间隔通孔墙，使得混合好的废水能够均匀的通过通孔墙流入二级反应池，避免死水区；一级反应池和二级反应池中各自独立的充装工艺反应填料，用于调节废水pH，降低废水中如金属离子等的有害物质。
本发明的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统具有运行费用低、处理效率高、出水稳定达标和生态经济环保等优点，能够用于其他废水的处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明提供的一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统结构示意图；
图2为本发明提供的一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统的通孔墙结构示意图。
图标：1：进水配水槽；2：前端反应池；3：一级反应池；4：中间收集槽；5：中间配水槽；6：二级反应池；7：出水收集槽；8：出水渠；9：出水装置；1-1：进水装置；1-2：第一通孔墙；2-1：第二通孔墙；3-1：第三通孔墙；4-1：第一实体墙；5-1：第四通孔墙；6-1：第五通孔墙；7-1：第二实体墙；101：穿墙孔。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，进水配水槽1、前端反应池2、一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5、二级反应池6、出水收集槽7和出水渠8可以呈长方体、正方体等，当为长方体或正方体时，设其与废水流动方向平行的边为第一边，与废水流动方向水平垂直的边为第二边。
第一方面，本发明提供了一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，包括依次连通的一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5和二级反应池6；所述中间收集槽4与一级反应池3间隔第三通孔墙3-1；所述中间收集槽4用于收集一级反应池3中通过第三通孔墙3-1流出的废水；所述中间收集槽4与中间配水槽5以第一实体墙4-1分隔；所述第一实体墙4-1用于将中间收集槽4中的废水以堰上出水形式流入中间配水槽5；所述中间配水槽5与二级反应池6间隔第四通孔墙5-1；所述中间配水槽5用于将中间收集槽4中的废水混合并均匀的通过第四通孔墙5-1流入二级反应池6。
所述一级反应池3和二级反应池6中各自独立的充装有工艺反应填料。
通孔墙为带有通孔的墙体，能够使得墙体两边的空气或者溶液相互流通，通孔墙包括穿孔花墙，穿孔花墙的结构图可以如图2所示，可以看到，通孔墙上有分布均匀的穿墙孔101。需要说明的是，图2所示的穿孔花墙仅仅为第一通孔墙1-2的一种展示，图2所示的穿孔花墙也可以作为第二通孔墙2-1、第三通孔墙3-1、第四通孔墙5-1或第五通孔墙6-1进行使用。
本发明提供的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，如图1所示，从一级反应池3至二级反应池6之间依次包括中间收集槽4和中间配水槽5。中间收集槽4与一级反应池3间隔第三通孔墙3-1，将中间收集槽4与一级反应池3分隔开来，同时能够使得经过一级反应池3处理的废水均匀的流至中间收集槽4；中间收集槽4用于收集经过一级反应池3处理的废水，方便对废水取样监测(检测内容可以包括pH、金属离子浓度等)，避免死水区；中间收集槽4与中间配水槽5以实体墙分隔，避免不达标的废水直接流入二级反应池6；第一实体墙4-1用于将中间收集槽4中的废水以堰上出水形式流入中间配水槽5，从第一实体墙4-1上流下的废水会对中间配水槽5中的废水形成冲击，促进中间配水槽5中废水的混合；中间配水槽5与二级反应池6间隔第四通孔墙5-1，使得混合好的废水能够均匀的通过第四通孔墙5-1流入二级反应池6，避免死水区。
本发明的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统解决了现有酸性矿山废水处理运行成本高难以维持稳定处理达标的问题，具有运行费用低、处理效率高、出水稳定达标和生态经济环保等优点。
关于死水区需要说明的是，倘若没有中间收集槽4，一级反应池3直接与中间配水槽5相连，二者间隔第一实体墙4-1，由于采用堰上出水形式，则会出现废水在一级反应池3液面处流速快，底部流动速度慢，再加上第一实体墙4-1附近填料对废水的阻碍作用，会在第一实体墙4-1附近形成死水区。而当中间收集槽4存在时，一级反应池3底部的废水会继续流动至中间收集槽4，而中间收集槽4中没有填料，从而避免死水区的形成。
在一些优选的实施方式中，所述一级反应池3前延水流方向还包括一次联通的进水配水槽1和前端反应池2；所述进水配水槽1和前端反应池2间隔第一通孔墙1-2；所述进水配水槽1用于收集废水，并将废水均匀的通过第一通孔墙1-2流入前端反应池2；所述前端反应池2与一级反应池3间隔第二通孔墙2-1；所述前端反应池2用于将废水进行预处理，并将预处理的废水通过第二通孔墙2-1流入一级反应池3。
所述前端反应池中充装有工艺反应填料。
在本发明中，矿山废水首先会流入到进水配水槽1中，然后通过与前端反应池2相连的第一通孔墙1-2流入前端反应池，对废水进行预处理，预处理包括调节pH、对废水中有害物质浓度的初步降低等；经过预处理的废水则通过第二通孔墙2-1均匀的流入一级反应池3进行深度处理。
优选地，所述进水配水槽1设有进水装置1-1；所述进水装置1-1用于控制进水配水槽1的液面高度。
在本发明中，矿山废水通过进水装置1-1导入到进水配水槽1中，进水装置1-1可以采用沟渠或管道，安装控制阀门调控进水配水槽1的液面高度。
在一些优选的实施方式中，所述二级反应池6后还包括依次连通的出水收集槽7和出水渠8；所述出水收集槽7与二级反应池6间隔第五通孔墙6-1；所述出水收集槽7用于收集二级反应池6中通过第五通孔墙6-1流出的废水；所述出水收集槽7与出水渠8以第二实体墙7-1分隔；所述第二实体墙7-1用于将出水收集槽7中的废水以堰上出水形式流入出水渠8。
在本发明中，经过二级反应池6处理的废水首先会通过第五通孔墙6-1流入至出水收集槽7中，出水收集槽7用于收集经过二级反应池6处理的废水，方便对废水的监测，避免死水区；出水收集槽7与出水渠8以第二实体墙7-1分隔，避免不达标的废水直接流入出水渠8中，最终，出水渠8中的废水即为经过本离子反应池系统处理得到的水。
在一些优选的实施方式中，所述出水渠8底部设置出水装置9；所述出水装置9用于控制出水渠8液面高度。
在本发明中，出水渠8中的水通过出水装置9进行排放，出水装置9可以采用管道形式，通过安装控制阀门调节水的排放。
优选地，所述出水渠8液面高度低于进水配水槽1液面高度0.5～1.0m。
本发明提供的用于酸性矿山废水的离子反应池系统利用废水的重力势能作为废水的处理动力，且无需其他动力，成本低。
在一些优选的实施方式中，所述通孔墙包括圆孔通孔墙或者防控通孔墙，本发明对于通孔墙穿孔的形状不做具体限制，能够实现分隔填料通过废水即可。
优选地，所述圆孔通孔墙的圆孔孔径为50～100mm，例如可以为，但不限于50mm、60mm、70mm、80mm、90mm或100mm，优选为50mm；
优选地，所述方孔通孔墙的方孔边长为50～100mm，例如可以为，但不限于50mm、60mm、70mm、80mm、90mm或100mm，优选为50mm；
优选地，所述通孔墙至少包括一个通孔；
优选地，所述通孔墙的孔隙率为15％～30％，例如可以为，但不限于15％、18％、21％、24％、27％或30％。
通过对通孔墙孔径、孔隙率的进一步优化和调整，提高对废水的处理效率。
在一些优选的实施方式中，所述进水配水槽1、前端反应池2、一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5、二级反应池6和出水收集槽7的深度各自独立的为2.5～3.0m，例如可以为，但不限于2.5m、2.6m、2.7m、2.8m、2.9m或3.0m，优选为2.5m；
优选地，所述出水渠8的深度为0.5～1.2m，例如可以为，但不限于0.5m、0.7m、0.9m、0.11m或1.2m，优选为1.0m；
优选地，所述进水配水槽1、前端反应池2、中间收集槽4、中间配水槽5、出水收集槽7和出水渠8的第一边各自独立的为0.5～1.0m，例如可以为，但不限于0.5m、0.6m、0.7m、0.8m、0.9m或1.0m，优选为0.5m。
优选地，所述一级反应池3的第一边与前端反应池2的第一边相等；
优选地，所述二级反应池6的第一边与中间配水槽5的第一边相等。
在一些优选的实施方式中，废水通过第一通孔墙1-2、第二通孔墙2-1和第三通孔墙3-1的流速各自独立的为0.25～0.30cm/s，例如可以为，但不限于0.25cm/s、0.26cm/s、0.27cm/s、0.28cm/s、0.29cm/s或0.30cm/s；
优选地，所述前端反应池2的反应时间为0.5～1h，例如可以为，但不限于0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h；
优选地，所述一级反应池3的反应时间为3.5～7h，例如可以为，但不限于3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h或7h；
优选地，废水从中间收集槽4转移至中间配水槽5时，所述第一实体墙4-1的堰上水头为0.1～0.3m，例如可以为，但不限于0.1m、0.15m、0.2m、0.25m或0.3m，优选为0.2m；
优选地，废水通过第四通孔墙5-1和第五通孔墙6-1的流速各自独立的为0.20～0.25cm/s，例如可以为，但不限于0.20cm/s、0.21cm/s、0.22cm/s、0.23cm/s、0.24cm/s或0.25cm/s；
优选地，所述二级反应池6的反应时间为4～8h，例如可以为，但不限于4h、5h、6h、7h或8h。
通过对用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统的各个设计参数的进一步优化和调整，使得更好的实现对废水的处理。
在一些优选的实施方式中，所述前端反应池2、一级反应池3和二级反应池6中各自独立的充装工艺反应填料。本发明对于填料的具体种类不做限制，包括化学反应类填料或者物理吸附类填料。
优选地，所述前端反应池2中充装的工艺反应填料的粒径为10～30mm，例如可以为，但不限于10mm、15mm、20mm、25mm或30mm，优选为15～25mm；
优选地，所述一级反应池3中充装的工艺反应填料的粒径为5～10mm，例如可以为，但不限于5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，优选为6～9mm；
优选地，所述二级反应池6中充装的工艺反应填料的粒径为2～6mm，例如可以为，但不限于2mm、3mm、4mm、5mm或6mm，优选为3～5mm。
随着废水处理的进行，废水中有害物质的浓度越来越低，需要采用粒径更小，比表面积更大的填料进行处理。
在一些优选的实施方式中，所述工艺反应填料包括反应填料LS004、反应填料LS005、反应填料LS005或反应填料LS005中的至少一种；
优选地，所述反应填料LS004主要由Ca、Si、S和O元素构成，其反应机理为中和、沉淀、拦截过滤。
优选地，所述反应填料LS005主要由Mn、Si、Fe、S、Mg和O元素构成，其反应机理为氧化还原、静电吸附、络合反应。
优选地，所述反应填料LS006主要由Mn、Fe、Al、O和H元素构成，其反应机理为催化氧化、离子交换、酸碱中和。
优选地，所述反应填料LS007主要由Si、Fe、Al和O元素构成，其反应机理为电位吸附、催化氧化、拦截过滤。
第二方面，本发明提供了一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统在废水处理中的应用。
本发明的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统解决了现有酸性矿山废水处理运行成本高难以维持稳定处理达标的问题，具有运行费用低、处理效率高、出水稳定达标和生态经济环保等优点，在其他废水的处理中也具有应用潜能。
下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
需要说明的是，以下实施例中各个池子的尺寸为：第二边×第一边×高。
实施例1
针对湖南省某已关闭废弃矿山的矿洞涌水进行治理，主要超标因子为铁、锰、pH和色度，采用图1所示的深床离子反应池系统，设计处理规模为150m3/d。设计进水pH为3.0，进水总铁浓度为100mg/L，进水锰浓度为4mg/L；出水总铁执行《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)，即7mg/L，pH和锰执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)，即分别为6～9和2mg/L。
用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，依次包括进水配水槽1、前端反应池2、一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5、二级反应池6、出水收集槽7和出水渠8，各池体尺寸如下：进水配水槽1：8.2m×0.8m×2.5m；前端反应池2：8.2m×1.5m×2.5m；一级反应池3：8.2m×4.0m×2.5m；中间收集槽4：8.2m×0.8m×2.5m；中间配水槽5：8.2m×0.8m×2.5m；二级反应池6：8.2m×4.0m×2.5m；出水收集槽7：8.2m×0.8m×2.5m；出水渠8：8.2m×0.5m×0.8m。其中进水配水槽1一端设有进水装置1-1；进水配水槽1和前端反应池2间隔第一通孔墙1-2；前端反应池2与一级反应池3间隔第二通孔墙2-1；中间收集槽4与一级反应池3间隔第三通孔墙3-1；中间收集槽4与中间配水槽5以第一实体墙4-1分隔；中间配水槽5与二级反应池6间隔第四通孔墙5-1；出水收集槽7与二级反应池6间隔第五通孔墙6-1；出水收集槽7与出水渠8以第二实体墙7-1分隔；出水渠8底部设置出水装置9；其中第一通孔墙1-2、第二通孔墙2-1、第三通孔墙3-1、第四通孔墙5-1和第五通孔墙6-1均采用同一种圆孔穿孔花墙，第一通孔墙1-2如图2所示，孔径为50mm，孔隙率为20％，第一通孔墙。工艺反应填料主要选择填料LS004、填料LS005和填料LS006，其体积配比为1:2:1，填料LS004采用20mm、8mm两种规格(体积配比为1:1)，填料LS005采用6mm规格，填料LS006采用4mm规格，其中一级反应池装填填料LS004和填料LS005(体积配比为1:1)，二级反应池装填填料LS005和填料LS006(体积配比为1:1)。
该工程始建于2018年3月，总投资约为196.4万元。于2018年7月投产运行，无需动力和设备，运行稳定可靠，出水水质达标排放，运行成本折合吨水约为1.02元。
实施例2
针对湖南省某已关闭钒矿矿山的矿洞涌水进行治理，主要超标因子为铁、镉、镍、锌、铜和pH，采用图1所示的深床离子反应池系统，设计处理规模为240m3/d。设计进水pH为3.6，进水总铁浓度为100mg/L，进水镉浓度为1.3mg/L，进水镍浓度为1.1mg/L，进水锌浓度为15.6mg/L，进水铜浓度为2.88mg/L；出水执行《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)和《污水综合排放标准》(GB8978-1996)相应指标要求。
用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，依次包括进水配水槽1、前端反应池2、一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5、二级反应池6、出水收集槽7和出水渠8，各池体尺寸如下：进水配水槽1：3.3m×0.8m×2.5m(2格)；前端反应池2：3.3m×1.5m×2.5m(2格)；一级反应池3：3.3m×9.7m×2.5m(2格)；中间收集槽4：3.3m×0.8m×2.5m(2格)；中间配水槽5：3.3m×0.8m×2.5m(2格)；二级反应池6：3.3m×9.7m×2.5m(2格)；出水收集槽7：3.3m×0.8m×2.5m(2格)；出水渠8：6.6m×0.5m×0.8m。其中进水配水槽1一端设有进水装置1-1；进水配水槽1和前端反应池2间隔第一通孔墙1-2；前端反应池2与一级反应池3间隔第二通孔墙2-1；中间收集槽4与一级反应池3间隔第三通孔墙3-1；中间收集槽4与中间配水槽5以第一实体墙4-1分隔；中间配水槽5与二级反应池6间隔第四通孔墙5-1；出水收集槽7与二级反应池6间隔第五通孔墙6-1；出水收集槽7与出水渠8以第二实体墙7-1分隔；出水渠8底部设置出水装置9；通孔墙为方孔穿孔花墙，方孔边长为50mm，孔隙率为25％。工艺反应填料主要选择填料LS004、填料LS005、填料LS006和填料LS007，其体积配比为2:4:1:1，填料LS004采用15mm、6mm两种规格(体积配比为1:1)，填料LS005采用4mm规格，填料LS006采用4mm规格，填料LS007采用2mm规格，其中一级反应池装填填料LS004和填料LS005(体积配比为1:1)，二级反应池装填填料LS005、填料LS006和填料LS007(体积配比为2:1:1)。
上述“2格”为规格参数相同并列的两个池子。
该工程于2019年6月投产运行，无任何设备和动力输入，运行稳定可靠，出水水质达标排放，即出水pH为6～9，出水总铁浓度≤0.3mg/L，出水镉浓度≤0.00008mg/L，出水镍浓度≤0.0002mg/L，出水锌浓度≤0.08mg/L，出水铜浓度≤0.0008mg/L，均优于设计标准要求。
实施例3
一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，依次包括进水配水槽1、前端反应池2、一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5、二级反应池6、出水收集槽7和出水渠8，各池体尺寸如下：进水配水槽1：8.0m×1.0m×3.0m；前端反应池2：8.0m×1.0m×3.0m；一级反应池3：8.0m×9.0m×3.0m；中间收集槽4：8.0m×1.0m×3.0m；中间配水槽5：8.0m×1.0m×3.0m；二级反应池6：8.0m×9.0m×3.0m；出水收集槽7：8.0m×1.0m×3.0m；出水渠8：8.0m×1.0m×1.2m。其中进水配水槽1一端设有进水装置1-1；进水配水槽1和前端反应池2间隔第一通孔墙1-2；前端反应池2与一级反应池3间隔第二通孔墙2-1；中间收集槽4与一级反应池3间隔第三通孔墙3-1；中间收集槽4与中间配水槽5以第一实体墙4-1分隔；中间配水槽5与二级反应池6间隔第四通孔墙5-1；出水收集槽7与二级反应池6间隔第五通孔墙6-1；出水收集槽7与出水渠8以第二实体墙7-1分隔；出水渠8底部设置出水装置9；通孔墙为圆孔穿孔花墙，孔径为100mm，孔隙率为18％。各个反应池中工艺反应填料情况与实施例1相同。
实施例4
一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，依次包括进水配水槽1、前端反应池2、一级反应池3、中间收集槽4、中间配水槽5、二级反应池6、出水收集槽7和出水渠8，各池体尺寸如下：进水配水槽1：6.2m×0.5m×2.8m；前端反应池2：6.2m×0.5m×2.8m；一级反应池3：6.2m×10.0m×2.8m；中间收集槽4：6.2m×0.5m×2.8m；中间配水槽5：6.2m×0.5m×2.8m；二级反应池6：6.2m×10.0m×2.8m；出水收集槽7：6.2m×0.5m×2.8m；出水渠8：6.2m×0.5m×1.0m。其中进水配水槽1一端设有进水装置1-1；进水配水槽1和前端反应池2间隔第一通孔墙1-2；前端反应池2与一级反应池3间隔第二通孔墙2-1；中间收集槽4与一级反应池3间隔第三通孔墙3-1；中间收集槽4与中间配水槽5以第一实体墙4-1分隔；中间配水槽5与二级反应池6间隔第四通孔墙5-1；出水收集槽7与二级反应池6间隔第五通孔墙6-1；出水收集槽7与出水渠8以第二实体墙7-1分隔；出水渠8底部设置出水装置9；通孔墙为方孔穿孔花墙，方孔边长为100mm，孔隙率为28％。各个反应池中工艺反应填料情况与实施例1相同。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，包括依次连通的一级反应池(3)、中间收集槽(4)、中间配水槽(5)和二级反应池(6)；所述中间收集槽(4)与一级反应池(3)间隔第三通孔墙(3-1)；所述中间收集槽(4)用于收集一级反应池(3)中通过第三通孔墙(3-1)流出的废水；所述中间收集槽(4)与中间配水槽(5)以第一实体墙(4-1)分隔；所述第一实体墙(4-1)用于将中间收集槽(4)中的废水以堰上出水形式流入中间配水槽(5)；所述中间配水槽(5)与二级反应池(6)间隔第四通孔墙(5-1)；所述中间配水槽(5)用于将中间收集槽(4)中的废水收集并通过第四通孔墙(5-1)流入二级反应池(6)；
所述一级反应池(3)和二级反应池(6)中各自独立的充装有工艺反应填料。
2.根据权利要求1所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，所述一级反应池(3)前延水流方向还包括依次连通的进水配水槽(1)和前端反应池(2)；所述进水配水槽(1)和前端反应池(2)间隔第一通孔墙(1-2)；所述进水配水槽(1)用于收集废水，并将废水通过第一通孔墙(1-2)流入前端反应池(2)；所述前端反应池(2)与一级反应池(3)间隔第二通孔墙(2-1)；所述前端反应池(2)用于将废水进行预处理，并将预处理的废水通过第二通孔墙(2-1)流入一级反应池(3)；
所述前端反应池中充装有工艺反应填料；
优选地，所述进水配水槽(1)设有进水装置(1-1)；所述进水装置(1-1)用于控制进水配水槽(1)的液面高度。
3.根据权利要求2所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，所述二级反应池(6)后还包括依次连通的出水收集槽(7)和出水渠(8)；所述出水收集槽(7)与二级反应池(6)间隔第五通孔墙(6-1)；所述出水收集槽(7)用于收集二级反应池(6)中通过第五通孔墙(6-1)流出的废水；所述出水收集槽(7)与出水渠(8)以第二实体墙(7-1)分隔；所述第二实体墙(7-1)用于将出水收集槽(7)中的废水以堰上出水形式流入出水渠(8)。
4.根据权利要求3所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，所述出水渠(8)底部设置出水装置(9)；所述出水装置(9)用于控制出水渠(8)液面高度；
优选地，所述出水渠(8)液面高度低于进水配水槽(1)液面高度0.5～1.0m。
5.根据权利要求3所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，所述通孔墙包括圆孔通孔墙或者方孔通孔墙；
优选地，所述圆孔通孔墙的圆孔孔径为50～100mm，优选为50mm；
优选地，所述方孔通孔墙的方孔边长为50～100mm，优选为50mm；
优选地，所述通孔墙至少包括一个通孔；
优选地，所述通孔墙的孔隙率为15％～30％。
6.根据权利要求3所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，所述进水配水槽(1)、前端反应池(2)、一级反应池(3)、中间收集槽(4)、中间配水槽(5)、二级反应池(6)和出水收集槽(7)的深度各自独立的为2.5～3.0m，优选为2.5m；
优选地，所述出水渠(8)的深度为0.5～1.2m，优选为1.0m；
优选地，所述进水配水槽(1)、前端反应池(2)、中间收集槽(4)、中间配水槽(5)、出水收集槽(7)和出水渠(8)的第一边各自独立的为0.5～1.0m，优选为0.5m；
优选地，所述一级反应池(3)的第一边与前端反应池(2)的第一边相等；
优选地，所述二级反应池(6)的第一边与中间配水槽(5)的第一边相等。
7.根据权利要求3所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，废水通过第一通孔墙(1-2)、第二通孔墙(2-1)和第三通孔墙(3-1)的流速各自独立的为0.25～0.30cm/s；
优选地，所述前端反应池(2)的反应时间为0.5～1h；
优选地，所述一级反应池(3)的反应时间为3.5～7h；
优选地，废水从中间收集槽(4)转移至中间配水槽(5)时，所述第一实体墙(4-1)的堰上水头为0.1～0.3m，优选为0.2m；
优选地，废水通过第四通孔墙(5-1)和第五通孔墙(6-1)的流速各自独立的为0.20～0.25cm/s；
优选地，所述二级反应池(6)的反应时间为4～8h。
8.根据权利要求3所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，所述前端反应池(2)中充装的工艺反应填料的粒径为10～30mm，优选为15～25mm；
优选地，所述一级反应池(3)中充装的工艺反应填料的粒径为5～10mm，优选为6～9mm；
优选地，所述二级反应池(6)中充装的工艺反应填料的粒径为2～6mm，优选为3～5mm。
9.根据权利要求8所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统，其特征在于，所述工艺反应填料包括反应填料LS004、反应填料LS005、反应填料LS005或反应填料LS005中的至少一种；
优选地，所述反应填料LS004主要由Ca、Si、S和O元素构成；
优选地，所述反应填料LS005主要由Mn、Si、Fe、S、Mg和O元素构成；
优选地，所述反应填料LS006主要由Mn、Fe、Al、O和H元素构成；
优选地，所述反应填料LS007主要由Si、Fe、Al和O元素构成。
10.权利要求1-9任一项所述的用于酸性矿山废水处理的离子反应池系统在废水处理中的应用。
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