[发明专利]一种新型矿洞废水渗透过滤式封堵系统

说明书

本发明提供一种新型矿洞废水渗透过滤式封堵系统，包括矿洞封堵单元、可渗透反应墙单元和药剂存储单元；矿洞封堵单元包括封堵墙墙体和引流管道，引流管道连接在封堵墙墙体底部；可渗透反应墙单元依次包括入水槽、多级反应槽、出水槽，可渗透反应墙单元整体位于引流管道下；多级反应槽内放置有填充不同药剂的药剂存储装置；药剂存储装置侧面开孔洞。入水槽、多级反应槽和出水槽相邻的进水槽口和出水槽口上下错开，使废水的流经路线为“曲流式”。多级反应槽分别为石英砂反应槽、石灰石反应槽、钢渣反应槽和锰砂沸石反应槽。本发明将长期淤积在矿洞浅层的酸性矿山废水引出处理，减轻对封堵系统的侵蚀破坏，提高矿洞封堵系统的安全性与使用寿命。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种新型矿洞废水渗透过滤式封堵系统，可用于从源头上治理矿山酸性废水污染问题。

背景技术

矿山酸性废水是矿产资源开采过程中产生的各种矿洞涌水、选矿废水、矿渣堆渗滤液等各种废水的总称，具有pH较低、含有高浓度硫酸盐和可溶性重金属离子(如Fe³⁺、Mn²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺)等特点，不仅直接影响地表水体的水质安全，而且会逐渐累积侵入周边土壤和地下水体，对生态环境产生极大的威胁。

矿洞涌水是矿山酸性废水的主要来源之一，由于经过开采后的矿洞围岩长时间暴露在空气中，其中的硫化物矿物与重金属不断被氧气氧化释放，自然降雨、围岩裂隙水、地表和地下径流水体会流入矿洞内，二者混合后形成了酸度极高的重金属废水从矿洞涌出。工程治理上通常先利用抽水泵将矿洞积水抽出处理，然后采用水泥混凝土对矿洞进行机械封堵，以产生密闭环境减少矿洞内氧气含量并阻止涌水外排。但此种方法治标不治本，长期下来淤积在洞内的酸性废水会从矿洞其他裂隙带排出，进一步污染环境，或对已有矿洞封堵系统产生腐蚀破坏，难以保证工程质量的长久性。

可渗透反应墙是一种代表性被动式处理技术，常用于矿山酸性废水末端净化处理，通过让废水源源不断流经充填有净化吸附材料的渗透墙，实现废水的高效净化处理。该工艺具有投资成本低、运营维护简便、治理效果较好等特点。但在实际工程应用中，可渗透反应墙也需要定期更换反应药剂，并存在占地面积较大、使用过程中常常无法兼顾废水停留时间与反应墙渗透性的问题，致使废水治理效果不如其他主动式处理技术。

本发明充分吸纳了传统矿洞封堵法与可渗透反应墙的优点，并在此基础上进行了诸多优化，提出了一种新型矿洞废水渗透过滤式封堵系统，用于矿山酸性废水的源头治理。

发明内容

本发明提出了一种新型矿洞废水渗透过滤式封堵系统，该系统不仅可实现对矿洞的物理封堵，大幅度减少空气从而减少对围岩的腐蚀作用与污染因子的释放效果，还可对长期淤积在矿洞底部的酸性废水进行高效净化处理，显著提高了矿洞封堵系统的使用效果与寿命，从源头上对矿洞涌水污染物进行了减量化、无害化处理。本系统占地面积小、运营维护简单、治理效果好，能显著减少矿山酸性废水治理工程投入成本。

本发明针对现有矿洞酸性涌水封堵效果差、治理程度低的问题，将传统矿洞机械封堵技术与可渗透反应墙单元技术耦合，并进行了改进优化，提出了适用于矿山酸性废水治理的新型矿洞废水渗透过滤式封堵系统。本发明提出的新型矿洞废水渗透过滤式封堵系统，置于裸露矿洞末端，从前至后包括三个组成单元：矿洞封堵单元、可渗透反应墙单元、药剂存储单元；

所述矿洞封堵单元包括封堵墙墙体和引流管道，所述引流管道连接在封堵墙墙体底部，用以将废水引入可渗透反应墙单元；优选地，施工过程中，将采空区挖成前后左右由高到低逐渐向下朝引流管道倾斜的、将封堵墙墙体建成内扣的弧形，以保障矿洞废水能充分汇聚入引流管道然后进入可渗透反应墙单元。

所述可渗透反应墙单元整体上是以钢筋为骨架的多级水泥混凝土槽体，依次包括入水槽、多级反应槽、出水槽，可渗透反应墙单元整体位于引流管道下方，废水经引流管道汇聚于入水槽，然后依次流经各级反应槽后，汇聚于出水槽，通过过滤网处理后流入河道；所述多级反应槽内放置有填充不同药剂的药剂存储装置；