一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法与流程

本发明涉及煤矿酸性废水处理技术领域，具体为一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法。

背景技术：

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是al2o3、sio2，另外还含有数量不等的fe2o3、cao、mgo、na2o、k2o、p2o5、so3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。煤矸石中含有大量的矿物质可作为资源进行开发利用，实现固体废弃物的循环利用，缓解能源的不足。但是，煤矸石由于本身所具有的活性低，其利用效率并不高。

在煤矿的开采过程中，会产生大量的酸性废水，这些酸性废水直接进行排放会对环境造成一定的污染，煤矸石具有一定的吸附性，因此常用来吸附煤矿酸性废水中的一些离子，但现有技术中，煤矸石一般都是单独使用进行吸附废水中的离子的，单独使用煤矸石对废水进行处理，处理效果较差。

基于此，本发明设计了一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，以解决上述提到的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，通过设置多组处理组件对酸性废水进行多次处理，对废水的处理效果好，且煤矸石可在煤矿内进行取材，取材十分方便，成本较低，同时处理组件与处理箱之间为抽拉式连接，可在使用一段时间后，对煤矸石层和硫酸盐还原菌层进行更换，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置，包括处理箱，所述处理箱上部左侧连接有进水管，所述进水管上连接有水泵，所述处理箱右侧底部连接有排水管，所述处理箱上设有多组处理组件，所述处理组件包括外壳，所述外壳与处理箱之间抽拉式连接，所述外壳一端开口，所述外壳上开有多组通孔，所述外壳内底壁上铺设有石英砂层，所述石英砂层上方设有培养胶颗粒层，所述培养胶颗粒层上方设有硫酸盐还原菌层，所述硫酸盐还原菌层上方设有煤矸石颗粒层，所述外壳右侧粘接有密封垫，所述密封垫与处理箱之间密封接触。

优选的，所述处理箱底部固定连接有底座，所述底座前端面设有第一开关，水泵置于底座上，所述第一开关控制连接水泵。

优选的，所述底座顶部右侧固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆顶端固定连接有卡环，所述排水管从卡环内穿过，所述排水管与卡环之间粘接，所述底座前端面设有第二开关，所述第二开关控制连接电动伸缩杆。

优选的，所述煤矸石颗粒层中煤矸石颗粒的粒径为200~500um。

优选的，所述处理组件还包括封盖，所述封盖与外壳开口处相配合，所述封盖外侧固定连接有拉环。

优选的，所述外壳上粘接有软垫，所述软垫与处理箱之间密封接触。

优选的，所述处理组件设有三组，三组所述处理组件从上至下依次分布。

一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的方法，包括以下步骤：

s1，选取煤矸石，通过粉碎机对煤矸石进行粉碎处理，得到煤矸石大颗粒，通过研磨机对煤矸石大颗粒进行研磨处理，然后过筛，得煤矸石颗粒，煤矸石颗粒粒径在200~500um；

s2，将石英砂、培养胶颗粒、硫酸盐还原菌和煤矸石颗粒依次铺设在外壳内，将外壳插入处理箱内，保证软垫与处理箱之间密封接触，密封垫与处理箱之间密封接触；

s3，将装置与外部电源相接通，通过第二开关控制电动伸缩杆伸长，第二电动伸缩杆带动卡环向上运动，排水管随着卡环一起向上运动，使排水管排水口处高于进水管进水口处，保证处理箱内厌氧环境；

s4，通过第一开关打开水泵，水泵将酸性废水通过进水管送入处理箱内，废水通过外壳上的通孔进入外壳内，废水依次经过煤矸石颗粒层、硫酸盐还原菌层、培养胶颗粒层和石英砂层，煤矸石颗粒层和硫酸盐还原菌层对废水中的硫酸根离子、铁离子和锰离子进行吸附还原，酸性废水依次经过三组处理组件，对废水的处理效果好，处理后的废水经由排水管排出

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中，通过设置多组处理组件对酸性废水进行多次处理，通过煤矸石颗粒层对废水中的金属离子进行吸附，对废水中的金属离子吸附性能好，通过硫酸盐还原菌层将废水中的硫酸根离子还原成硫离子，能够较小废水的酸性，对废水的处理效果好，且煤矸石可在煤矿内进行取材，取材十分方便，成本较低，同时处理组件与处理箱之间为抽拉式连接，可在使用一段时间后，对煤矸石层和硫酸盐还原菌层进行更换，使用起来极为方便，具有极高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明整体结构示意图；

图2为本发明外壳与封盖结构示意图；

图3为本发明外壳内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置技术方案：包括处理箱1，处理箱1上部左侧连接有进水管3，废水由进水管3进入处理箱1内，进水管3上连接有水泵2，处理箱1右侧底部连接有排水管6，处理后的废水经由排水管6排出，处理箱1上设有多组处理组件4，对废水进行多次处理，废水处理效果好，处理组件4包括外壳41，外壳41与处理箱1之间抽拉式连接，便于对外壳41内的硫酸盐还原菌层47和煤矸石颗粒层46进行更换，外壳41一端开口，外壳41上开有多组通孔42，外壳41内底壁上铺设有石英砂层49，石英砂层49上方设有培养胶颗粒层48，培养胶颗粒层48上方设有硫酸盐还原菌层47，硫酸盐还原菌层47上方设有煤矸石颗粒层46，外壳41右侧粘接有密封垫43，密封垫43与处理箱1之间密封接触，保证处理箱1内厌氧环境，便于硫酸盐还原菌对废水进行处理。

其中，处理箱1底部固定连接有底座8，底座8前端面设有第一开关10，水泵2置于底座8上，第一开关10控制连接水泵2；底座8顶部右侧固定连接有电动伸缩杆7，电动伸缩杆7顶端固定连接有卡环5，排水管6从卡环5内穿过，排水管6与卡环5之间粘接，通过电动伸缩杆7可带动排水管6上下运动，底座8前端面设有第二开关9，第二开关9控制连接电动伸缩杆7。

其中，煤矸石颗粒层46中煤矸石颗粒的粒径为200~500um；处理组件4还包括封盖44，封盖44与外壳41开口处相配合，便于更换外壳41内的物料，封盖44外侧固定连接有拉环45，便于拉开封盖；外壳41上粘接有软垫11，软垫11与处理箱1之间密封接触，保证处理箱1内厌氧环境，便于硫酸盐还原菌对废水进行处理；处理组件4设有三组，三组处理组件4从上至下依次分布，对废水的处理效果好。

一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的方法，包括以下步骤：

s1，选取煤矸石，通过粉碎机对煤矸石进行粉碎处理，得到煤矸石大颗粒，通过研磨机对煤矸石大颗粒进行研磨处理，然后过筛，得煤矸石颗粒，煤矸石颗粒粒径在200~500um；

s2，将石英砂、培养胶颗粒、硫酸盐还原菌和煤矸石颗粒依次铺设在外壳41内，将外壳41插入处理箱1内，保证软垫11与处理箱1之间密封接触，密封垫43与处理箱1之间密封接触；

s3，将装置与外部电源相接通，通过第二开关9控制电动伸缩杆7伸长，第二电动伸缩杆7带动卡环5向上运动，排水管6随着卡环5一起向上运动，使排水管6排水口处高于进水管3进水口处，保证处理箱1内厌氧环境；

s4，通过第一开关10打开水泵2，水泵2将酸性废水通过进水管3送入处理箱1内，废水通过外壳41上的通孔42进入外壳41内，废水依次经过煤矸石颗粒层46、硫酸盐还原菌层47、培养胶颗粒层48和石英砂层49，煤矸石颗粒层46和硫酸盐还原菌层47对废水中的硫酸根离子、铁离子和锰离子进行吸附还原，酸性废水依次经过三组处理组件4，对废水的处理效果好，处理后的废水经由排水管6排出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。