权利要求
1.一种无动力式处理酸性老窑水的系统，其特征在于：包括依照地势坡度由高至低依次连通的调节池(1)、一级跌曝池(2)、二级跌曝池(3)、三级跌曝池(7)和沉淀池(4)，所述调节池(1)前端贯通有进水管(11)，后端贯通有出水管(12)，进水管(11)用于接收酸性老窖水，出水管(12)用于连通一级跌曝池(2);所述沉淀池(4)的尾端连接有排水管(41)。
2.根据权利要求1所述的一种无动力式处理酸性老窑水的系统，其特征在于：所述一级跌曝池(2)填充粒径50-80mm的石灰石;所述二级跌曝池(3)和三级跌曝池(7)均填充粒径6-10mm的锰砂。
3.根据权利要求1所述的一种无动力式处理酸性老窑水的系统，其特征在于：所述一级跌曝池(2)、二级跌曝池(3)以及三级跌曝池(7)之间通过出水组件a(5)实现连通，一级跌曝池(2)至二级跌曝池(3)至三级跌曝池(7)，单级跌落高度为0.5-1.2m。
4.根据权利要求3所述的一种无动力式处理酸性老窑水的系统，其特征在于：所述一级跌曝池(2)的出水组件a(5)设置在靠近二级跌曝池(3)的侧壁，所述二级跌曝池(3)的出水组件a(5)设置靠近三级跌曝池(7)的侧壁，每个出水组件a(5)包括竖管(51)和横管(52)，竖管(51)沿池体的高度方向竖直放置，横管(52)与竖管(51)相对垂直连通，并用于连通下一级池体;
每个池体所述竖管(51)分别埋设在一级跌曝池(2)、二级跌曝池(3)或三级跌曝池(7)的填料内，竖管(51)的周侧均匀的开设有若干个进水孔(511)。
5.根据权利要求4所述的一种无动力式处理酸性老窑水的系统，其特征在于：所述一级跌曝池(2)、二级跌曝池(3)和三级跌曝池(7)内的出水组件a(5)均设置若干个，若干个出水组件a(5)沿一级跌曝池(2)靠近二级跌曝池(3)的侧壁或二级跌曝池(3)靠近三级跌曝池(7)的侧壁横向均匀排列。
6.根据权利要求4所述的一种无动力式处理酸性老窑水的系统，其特征在于：每个所述进水孔(511)的孔径小于6mm。
7.根据权利要求1所述的一种无动力式处理酸性老窑水的系统，其特征在于：所述沉淀池(4)底部设置集泥槽(42)，集泥槽(42)呈V型，坡度≥5%，集泥槽(42)靠近尾端的侧壁连通有排泥管(421)，排泥管(421)倾斜设置。
说明书
技术领域
[0001]本申请涉及矿山废水处理技术领域，尤其是涉及一种无动力式处理酸性老窑水的系统。
背景技术
[0002]上世纪由于环保意识薄弱，许多煤矿私挖乱采，导致地下采空区严重破坏。煤矿关闭后，地下水或地表水渗入采空区，形成酸性积水(pH低，硫酸盐、铁、锰含量高)。随着地下水位抬升，这些酸性老窑水涌出地表，严重污染周边水土环境。
[0003]当前酸性矿井水的主流处理技术主要采用机械与化学联合处理工艺，通过离心泵或多级潜水泵实现水体提升和输送，配合射流曝气机或表面曝气机进行强制氧化，并利用机械搅拌装置促进反应物充分混合，在化学处理环节，采用石灰乳、氢氧化钠等中和药剂调节pH值，配合过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂去除重金属等。
[0004]上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的处理方式主要依赖外部能源和复，电力需求高，存在不适宜用于偏远矿区的问题。
实用新型内容
[0005]本申请为了解决现有酸性老窑水处理技术对电力依赖性强，在偏远矿区适用性差的问题，提供了一种无动力式处理酸性老窑水的系统。
[0006]本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种无动力式处理酸性老窑水的系统，包括依照地势坡度由高至低依次连通的调节池、一级跌曝池、二级跌曝池、三级跌曝池和沉淀池，所述调节池前端贯通有进水管，后端贯通有出水管，进水管用于接收酸性老窖水，出水管用于连通一级跌曝池;所述沉淀池的尾端连接有排水管。
[0008]通过采用上述方案，酸性老窑水经过进水管进入至该系统内，依据地势在重力的作用下依次通过调节池、一级跌曝池、二级跌曝池、三级跌曝池和沉淀池进行过滤沉淀，相对于现有技术需要依赖外部能源，达到了解决现有酸性老窑水处理技术对电力依赖性强，在偏远矿区适用性差的问题。
[0009]进一步地，所述一级跌曝池填充粒径50-80mm的石灰石;所述二级跌曝池和三级跌曝池均填充粒径6-10mm的锰砂。
[0010]进一步地，所述一级跌曝池、二级跌曝池以及三级跌曝池之间通过出水组件a实现连通，一级跌曝池至二级跌曝池至三级跌曝池，单级跌落高度为0.5-1.2m。
[0011]进一步地，所述一级跌曝池的出水组件a设置在靠近二级跌曝池的侧壁，所述二级跌曝池的出水组件a设置靠近三级跌曝池的侧壁，每个出水组件a包括竖管和横管，竖管沿池体的高度方向竖直放置，横管与竖管相对垂直连通，并用于连通下一级池体;每个池体所述竖管分别埋设在一级跌曝池、二级跌曝池或三级跌曝池的填料内，竖管的周侧均匀的开设有若干个进水孔。
[0012]进一步地，所述一级跌曝池、二级跌曝池和三级跌曝池内的出水组件a均设置若干个，若干个出水组件a沿一级跌曝池靠近二级跌曝池的侧壁或二级跌曝池靠近三级跌曝池的侧壁横向均匀排列。
[0013]进一步地，每个所述进水孔的孔径小于6mm。
[0014]进一步地，所述沉淀池底部设置集泥槽，集泥槽呈V型，坡度≥5%，集泥槽靠近尾端的侧壁连通有排泥管，排泥管倾斜设置。
[0015]通过采用上述方案，
[0016]综上所述，本申请具有以下技术效果：
[0017]通过设置了该系统，酸性老窑水经过进水管进入至该系统内，依据地势在重力的作用下依次通过调节池、一级跌曝池、二级跌曝池、三级跌曝池和沉淀池进行过滤沉淀，相对于现有技术需要依赖外部能源，达到了解决现有酸性老窑水处理技术对电力依赖性强，在偏远矿区适用性差的问题;
[0018]通过设置了沉淀池，沉淀池用于对淤泥进行收集;
[0019]通过设置了进水孔，通过设定进水孔的孔径，达到减少池体内的料体经进水孔进入至下一池体的效果。
附图说明
[0020]图1是本申请的一种无动力式处理酸性老窑水的系统结构示意图;
[0021]图2是本申请出水组件a的结构示意图。
[0022]图中，1、调节池;11、进水管;12、出水管;2、一级跌曝池;3、二级跌曝池;4、沉淀池;41、排水管;42、集泥槽;421、排泥管;5、出水组件a;51、竖管;511、进水孔;52、横管;6、过滤板;7、三级跌曝池。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本申请做进一步详细说明。
[0024]参照图1-图2，本实施例提供的一种无动力式处理酸性老窑水的系统，本实施例中，优选要处理水量为20m3/d的酸性老窑水，选择矿山坡度≧3%废弃坡地建设处理系统。
[0025]包括依照地势坡度由高至低依次连通的调节池1、一级跌曝池2、二级跌曝池3、三级跌曝池7和沉淀池4，各部件之间连通并且依靠自然矿山坡度形成完整的重力自流处理链，无需外部动力输入即可实现酸性老窑水的连续处理。
[0026]调节池1作为系统的首端处理单元，采用钢筋混凝土结构建造，尺寸为5m×4m×2m，有效容积30m³，进水管11与调节池1前端的侧壁连通，进水管11用于引入酸性老窑水，本实施例中，进水管11选用DN50的PVC-U管。
[0027]调节池1靠近一级跌曝池2的侧壁设置有出水管12，出水管12与一级跌曝池2连通，出水管12用于将调节池1内的水源输送至一级跌曝池2，需要说明的是，出水管12的高度位于一级暴跌池靠近顶壁的位置，使得水源能够在重力的作用下充分的与一级跌曝池2内的填料反应。
[0028]调节池1的内部设置有过滤板6，过滤板6竖直放置在调节池1的内部并与调节池1固定连接，过滤板6位于进水管11与出水管12之间，过滤板6用于拦截经进水管11进入至调节池1的大颗粒杂质，避免进入至一级跌曝池2，减少后续堵塞的发生。
[0029]在其他实施例中，过滤板6也可以固定在调节池1靠近一级跌曝池2的侧壁，以此来增大杂质的储存空间。
[0030]本实施例中调节池1用于接收并暂存进水，平衡瞬时流量波动，确保后续处理单元进水稳定，还能够混合不同时段进水，降低水质波动幅度，为后续处理创造稳定进水条件，还能够通过重力沉降去除部分可沉悬浮物减轻后续处理负荷。
[0031]一级跌曝池2、二级跌曝池3以及三级跌曝之间通过出水组件a5实现连通，一级跌曝池2至二级跌曝池3至三级跌曝池7的单级跌落高度为0.5-1.2m，本实施例中优选为0.8m，一级跌曝池2的出水组件a5设置在靠近二级跌曝池3的侧壁，二级跌曝池3的出水组件a5设置靠近三级跌曝池7的侧壁。
[0032]每个出水组件a5包括竖管51和横管52，竖管51沿池体的高度方向竖直放置;横管52与竖管51相对垂直连通，并用于连通下一级池体;其中，竖管51埋设在一级跌曝池2、二级跌曝池3、三级跌曝池7的填料内，竖管51的周侧均匀的开设有若干个进水孔511，每个进水孔511的孔径均小于6mm;同样，三级跌曝池7与沉淀池4之间也通过若干个出水组件a5连通，其排列方式连接方式与上述所提到的出水组件a5无异，本实施例中不做赘述。
[0033]需要说明的是，一级跌曝池2、二级跌曝池3和三级跌曝池7内的出水组件a5均设置若干个，若干个出水组件a5沿一级跌曝池2靠近二级跌曝池3的侧壁或二级跌曝池3靠近三级跌曝池7的侧壁横向均匀排列，达到了增加水源流动速度的效果;同样，三级跌曝池7与沉淀池4之间也通过若干个出水组件a5连通，其排列方式连接方式与上述所提到的出水组件a5无异，本实施例中不做赘。
[0034]沉淀池4底部设置集泥槽42，集泥槽42呈V型，坡度≥5%，本实施例中，优选坡度为8%，V型集泥槽42靠近尾端的侧壁连通有排泥管421，排泥管421倾斜设置，集泥槽42用于收集沉淀池4内的沉淀物，且因为排泥管421倾斜设置沉淀物可经排泥管421排出。
[0035]一级暴跌池内填充粒径50-80mm的高纯度石灰石填料，CaCO3含量保证在85%以上，一级暴跌池通过石灰石的溶解中和作用，可将进水pH从2.5-4.0提升至5.5-6.0范围，同时实现约50%的铁离子沉淀去除。
[0036]二级暴跌池和三级跌曝池7构成系统的氧化处理段，均填充粒径6-10mm的锰砂(粒径大于进水孔511的孔径，能够减少锰砂颗粒流失)，MnO2含量不低于35%，二级暴跌池和三级跌曝池7通过大于0.5m的落差(本实施例中，优选落差值为0.8m)形成自然跌水曝气效果，使溶解氧浓度从进水的2mg/L提升至6mg/L以上，为铁锰的催化氧化提供充足氧源。
[0037]需要说明的是，本实施例中，上述调节池1内的过滤板6、各级跌曝池中的填料层以及沉淀池4的V型集泥槽42均需要定期进行清理维护;根据申请人实际工程应用经验，在常规工况下(进水铁含量≤200mg/L、锰含量≤30mg/L)，建议清理周期为三个月一次，具体包括：调节池1过滤板6栅渣清除、池体填料层淤积物冲洗以及沉淀池4污泥排放等维护作业;需要特别说明的是，实际清理周期还需依据进水水质波动(如雨季冲刷导致悬浮物增加)、填料消耗程度(石灰石溶解速率)以及污泥积累量等现场情况灵活调整;该维护周期是通过长期运行数据统计分析得出的经验值(如填料堵塞率≤15%、污泥积累量≤池容30%等指标)，属于系统运行维护范畴，不属于本技术方案的核心创新内容，在此不做赘述。
[0038]需要说明时，本实施例中采用梯级串联设计，调节池1设置30m³有效容积可提供36小时水力停留时间，一级跌曝池2、二级跌曝池3、三级跌曝池7设置20m³的有效容积则提升处理周期，最终通过设置25m³沉淀池4实现将近30小时固液分离;为防止短流现象，调节池1前端进水经末端出水管12进入一级跌曝池2，出水组件a5沿池宽方向每米布置2-3个，其竖管51上<6mm进水孔511(间距80mm)确保水流均匀通过设置的1.5m厚石灰石填料层和设置的1.5m厚锰砂填料层;填料层35-40%的孔隙率在提供足够反应表面积的同时形成适度水流阻力，以上设置，有效避免水流一进即出的现象，确保各级处理单元获得充分的反应时间。
[0039]本申请实施例一种无动力式处理酸性老窑水的系统的具体实施原理为：酸性老窑水首先经水管进入调节池1，在30m³容积内完成水质均化，期间约40%悬浮物自然沉降，15-20%铁离子氧化为Fe³+;然后均化后的水通过出水管12进入一级跌曝池2，与石灰石填料发生中和反应，将pH从2.5-4.0提升至5.5-6.0，同时去除50%铁离子;然后处理水随后经0.8m落差跌入二级跌曝池3，在锰砂填料催化下，溶解氧升至4mg/L，对大部分铁锰去除;然后进入三级跌曝池7深度处理后，溶解氧超过6mg/L，最终出的水为只有低含量的铁锰且PH稳定在6.5-7.5;然后沉淀池4通过沉淀金属氢氧化物，使得处理水与沉淀物分离，处理后的水经排水管41排出，淤泥经排泥管421排出。
[0040]本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
说明书附图(2)
