[实用新型]一种集矿山废水处理和植残处理为一体的生态湿地系统

说明书

本实用新型提出了一种集矿山废水处理和植残处理为一体的生态湿地系统，属于污水处理技术领域。本实用新型由重金属沉淀系统、植残处理系统和人工湿地净化系统三部分组成。本实用新型中的人工湿地装置填充了生物炭层和砾石层，能中和水质，提高废水pH值，有利于硫酸盐还原菌的生长和富集；植物发酵液可为硫酸盐还原反应提供廉价稳定的碳源；回流水中的溶解性硫离子可与重金属形成稳定沉淀，减少了重金属对微生物的毒害作用，避免重金属累积在湿地中造成堵塞，且沉淀形成的污泥还可进行回收利用，从而可达到酸性矿山废水高效净化和资源化利用的双重目的。

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种利用添加植物发酵液的人工湿地处理酸性矿山废水的方法。

背景技术

酸性矿山废水（AMD）是指在采矿作业、公路建设或其他大型挖掘过程中硫化矿暴露于氧化条件下形成的特殊酸性废水。其中矿石开采与冶炼是此类废水的主要来源。如采矿、矿物加工和冶金过程中会产生大量的含硫废弃物，被弃置在尾矿坝或蓄水库中，经过空气和水中的暴露，并伴随着微生物活性，这些废弃物会形成硫酸盐、重金属和酸的混合体进入水体、土壤等环境体中。重金属易被生物体富集，通过生物累积和放大作用后随食物链/网进入人体，最终危害生态系统和人类健康，因此对酸性矿山废水进行有效处理十分重要。

利用人工湿地技术处理酸性矿山废水是一种经济、生态友好、便捷的方法，其主要利用植物提取、基质吸附和微生物还原三者间的协同作用，达到净化酸性矿山废水的目的，尤其是硫酸盐还原菌（SRB）可利用有机碳源为电子受体，将硫酸盐还原为硫化物，与矿山废水中的重金属反应，形成稳定的硫化物沉淀，达到提高出水pH、有效降低重金属和硫酸盐浓度的效果。尽管如此，酸性矿山废水中几乎不存在可用有机碳源，因此需要供给外源有机物。而低分子碳源的成本过高，无法规模化应用；直接以植物质碳源作为湿地基质或将植物质碳源投放至湿地中则存在碳源释放不稳定、需对碳源进行定期更换进而影响湿地的正常运行等问题。此外，酸性矿山废水较强的酸性和较高的重金属含量会严重影响湿地中微生物的活性和数量，导致生化反应受阻；重金属不断累积在湿地中不仅造成湿地系统的污染和堵塞问题，还无法实现对重金属资源的回收。故基于人工湿地系统开发一种可持续运行且稳定高效地处理酸性矿山废水并回收重金属资源的低成本生态型技术是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对以上问题，提供一种利用添加植物发酵液的人工湿地处理酸性矿山废水的方法。该方法及其装置能够为人工湿地内部硫酸盐还原菌的还原反应提供廉价、稳定的碳源，改善湿地微生物生存环境，将重金属沉淀过程与硫酸盐还原反应分离，可明显提高系统对酸性矿山废水中硫酸根及重金属的去除效率，延长湿地使用寿命，增强系统运行的可持续性，且能进一步实现回收废水中重金属的可能性。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种集工业矿山废水处理和植残处理为一体的生态湿地系统，其特征在于，该系统由重金属沉淀系统、植残处理系统和人工湿地净化系统三部分组成；

所述的重金属沉淀系统包括废水进水管、沉淀池、湿地植物A或湿地植物B；所述的沉淀池设置为一顶部开口的筒体，所述的沉淀池为半地下式、圆形结构；在沉淀池顶部设置有顶盖，废水进水管穿过顶盖伸入至沉淀池连接；在顶盖上部设置湿地植物A或湿地植物B；所述的植残处理系统包括发酵罐、发酵液储存罐、发酵液投加管；发酵罐、发酵液储存罐、发酵液投加管依序连接；

所述的人工湿地净化系统包括人工湿地池、人工湿地出水槽；所述的人工湿地池、人工湿地出水槽之间通过湿地输出管连接；人工湿地池内设置有处理层；人工湿地池上部设置有湿地植物B；湿地植物B在处理层之上；

人工湿地出水槽底部设置有两个出水管，其中一个出水管通过回流管与沉淀池连接；

沉淀池顶部设置有湿地进水管，该湿地进水管的出口设置在人工湿地池的顶部；

发酵液投加管的出口设置在人工湿地池的上部。