专利名称：铁笼坝(或堤)净化废水技术的制作方法
技术领域：
本发明属废水处理领域。
废水、特别是矿山采选后的尾矿废水是主要环境污染源之一，目前还缺乏简便的方法来解决这种污染。现时采用的尾矿坝，不论是混凝土坝、透水堆石坝、浆石坝或草土坝，一般都只能拦尾矿，没有净化废水的功能，废水的净化只能在特设的沉淀池和过滤池中、通过机械或加药物等物化、电化、生物或吸附等方法进行，整个废水处理工程基建投资大、生产费用高，一些资金紧张的企业会因此将废水处理工程的建设缓建或不建，导致资源浪费，环境污染，后果严重。
本发明的目的是提供一种在拦住尾矿的同时能净化废水、使废水达到工业废水排放标准的建坝(堤)方式，而且要求这种坝(堤)建设成本低、容易实施，以利推广。
本发明以如下方式实现其目的坝体的背水面由内装片石和粗砂碎石的铁笼呈阶梯形堆砌而成，紧贴铁笼的迎水面有炭层，炭层外还有黄土砂石层。坝体基础铁笼厚度可取用2-4m，其它铁笼厚度可取1～1.2m，炭层、黄土砂石层均可取0.2-0.5m。在炭层和黄土砂石层之间可以加设较不易腐烂的植物，如蕨草类植物层。
使用这种结构和材料的尾矿坝(堤)，不仅拦住了尾矿，而且由尾矿场渗透至坝外的废水同时得到过滤和净化，使排放废水中的悬浮物、重金属等均达到工业废水排放标准，省去了净化水常用的沉淀池、过滤池，而且坝体材料总投资只相当于堆石坝或浆石坝的10-20%，坝体还可以随尾矿场水面的升高而分期堆砌、敷设，改巨额的一次性投资为陆续分年投资，极利于各类矿山尤其是中小型矿山的推广使用。
以下结合附图进一步说明本发明;
图1是有三层基础铁笼的铁笼尾矿坝的截面示意图。
在砌筑尾矿坝之前，先要砌好坝基1，并处理好尾矿场的底部6，使整个尾矿场底部不能渗漏。坝基筑好后，在坝基上沿坝的长度方向先逐层砌放基础铁笼2，基础铁笼的长度厚度均大于压在其上的其它铁笼3，厚度可选择为2-4m，内装满片石，其中还有一层平行于迎水成、由碎石、粗砂组成的、厚度约为0.2～0.5m的过滤层。其它铁笼3的厚度可选用1-1.2m，笼中亦有碎石粗砂层。紧贴铁笼迎水面堆放一炭层5，炭层外又堆一层黄土砂石层4，各层厚度可选用0.2-0.5m。炭具有很强的吸附能力，能防除放射元素、除臭和除有害元素，净化水质。本发明的炭层，可以用活性炭、植物性物质烧制成的炭以及矿物性炭。植物炭的吸附性能虽不如活性炭好，但由于矿区多处山地，林木资源较丰富，价格也较活性炭便宜得多，因此采用植物炭的综合效益较好。矿物炭成本低，但吸附效果逊于植物炭。含三氧化二铝的黄土、砂石对废水同时有过滤和净化作用，要求其Al2O3的含量要大于10%。如果在炭层和黄土砂石层之间再加一层漫山遍野都生长且较不易腐烂的蕨类植物，可强化过滤作用，将会进一步提高过滤的效果。当尾矿坝的尾矿水面已将近淹没铁笼迎水面(即水面与铁笼顶面高度已接近)时，可以开始堆砌上一层的铁笼。其它铁笼可以较基础铁笼短和薄。在铁笼的迎水面外仍按上述方法敷设炭层和黄土砂石层。为了保证坝体的稳固性，每一层铁笼的背水面将逐层比下一层铁笼往迎水面方向退一些，因此坝体也只能随着尾矿废水面的上升而随之向上堆砌，为分期建坝提供了条件。由于铁笼坝是淤泥坝的演变形式，利用了下一层尾矿做上一层铁笼坝的基础，所以增强了尾矿的凝聚力和尾矿内摩擦力，稳定了坝体，故焊制铁笼的圆钢即使年久生锈断裂，坝体仍稳定。因此焊制铁笼选取Φ6-10mm的圆钢即可以了。
建设了这种尾矿坝的尾矿场，尾矿中的废水经坝体过滤和净化后，从坝体的背水面渗透出来，渗透出的水不仅悬浮物极少，透明清澈，而且其有害元素含量完全符合工业废水排放标准，某些指标还达到饮用水标准。对于那些已建成无净化功能尾矿坝的矿山，如果要净化尾矿场排出的废水，亦可以在尾矿坝下游适当的地方建设一个结构和材料与上述尾矿坝相同、而高度较低的堤，只要与尾矿坝一样保证废水过滤净化所需要的停留时间，同样可以取得上述的废水处理效果，而且采用这种高度低的堤处理废水，还可以对炭层更换及进行回收处理，提高有价元素的回收率，也节约了部分炭的费用。
本发明的废水处理方法同样可以用于处理其它废水。
实施例1某县办国有铅锌矿原选厂30T/日，94年计划扩建为100T/日，尾矿粒度0.074mm，尾矿率90%，要求建尾矿坝并净化尾矿废水。
原计划若用干砌片石筑坝，方量4.56万m3，投资110万元，三年建成;若用浆石坝，方量1.4万m3，投资170万元，也要三年建成;均不能净化废水。若需处理废水，需另建沉淀池、过滤池，并增加相应设备、药物、技术和资金。
后来采用了铁笼尾矿坝，浆石坝基长×宽＝24×6m，基础铁笼长×厚×高，从底部第1至第3层分别为4×4×1、4×3×1和4×2×1m，其它铁笼长×厚×高＝3×1.2×1m，基础铁笼用Φ10mm、其余用Φ6-8mm圆钢焊制。木炭、蕨草和黄土砂石层的厚度分别为0.4m。坝体设计总方量2540m3，圆钢41吨，总投资25.3万元。第一期工程投资4.3万元，以后每年增高坝体投入费用2万元。第一期工程从设计到施工只用了15天。坝建成后总高30米，库容9万m3。
尾矿废水在过滤净化前后的化验结果及与工业废水排放标准、饮用水标准的比较数据如下(单位mg/l) 实施例2某县办铜矿，选厂规模80T/日，其中选铜系列30T/日，铅锌50T/日，尾矿率90%，尾矿粒度0.074mm。尾矿坝原设计坝高30m，坝基长15m，基宽28m，浆石坝结构，方量1.8万m3，水泥3000吨，投资214万元，三年建成。不能净化废水。
后来采用本发明的铁笼尾矿坝，坝基长×宽＝15×6m，铁笼及过滤净化层结构、材料同实施例1。坝体总方量1250m3，圆钢20吨，总投资19.4万元，其中第一期工程费用2万元，以后每年再花2万元分期建设。从测量设计到第一期工程完工仅10天，赶上了生产需要，排出的废水完全符合废水排放国家标准。
权利要求
1.一种净化废水的方法，坝体用装满片石的铁笼堆砌，其特征是坝体的背水面由内装片石和粗砂碎石的铁笼呈阶梯形堆砌而成，紧贴铁笼的迎水面有炭层，炭层外还有黄土砂石层。
2.如权利要求1所述的净化废水的方法，其特征是基础铁笼厚度取2-4m，其它铁笼厚度取1-1.2m，炭和黄土砂石层的厚度选用0.2-0.5m。
3.如权利要求1或2所述的净化废水的方法，其特征是在炭层和黄土砂石层之间加一层蕨类植物。
全文摘要
一种净化废水的方法，坝体的背水面由内装片石和粗砂碎石的铁笼呈阶梯形堆砌而成，紧贴铁笼迎水面有炭层，炭层外还有黄土砂石层。采用本发明的方法堆砌尾矿坝，排出的废水直接达到工业废水排放标准，且坝体材料价廉，总投资数为堆石坝的10—20％，还可分期建设。
文档编号C02F1/00GK1105899SQ9411381
公开日1995年8月2日 申请日期1994年11月4日 优先权日1994年11月4日
发明者林奕宗, 邓承亮, 唐声勇, 唐丽君, 林华, 张二梅, 欧阳礼民 申请人:广西大学