一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法技术

本发明专利技术公开了一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法，包括：矿井废水的预处理步骤，通过沉淀方式去除所述矿井废水中的固体物；生化处理步骤，将预处理后的矿井废水引入冻土层以下的配水井中同时将预处理后的矿区生活污水也引入所述配水井中进行生化处理，所述配水井底部填充有含有嗜盐微生物活性污泥；当所述配水井内的温度低于所述嗜盐微生物的存活温度时，通过曝气装置向所述配水井内吹入热空气，以维持所述配水井内温度不低于12

A Cooperative Treatment Method of Mine Wastewater and Domestic Wastewater in Cold and Arid Areas

The invention discloses a cooperative treatment method for mine wastewater and domestic wastewater in cold and arid areas, which includes: the pretreatment step of mine wastewater, the removal of solid substances in the mine wastewater by sedimentation; the biochemical treatment step, the pretreated mine wastewater is introduced into the water distribution well below the permafrost layer, and the pretreated mine domestic wastewater is also introduced into the water distribution well. The bottom of the water distribution well is filled with activated sludge containing halophilic microorganisms. When the temperature in the water distribution well is lower than the survival temperature of the halophilic microorganisms, hot air is injected into the water distribution well through an aeration device to maintain the temperature in the water distribution well not less than 12.

【技术实现步骤摘要】
一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法
本专利技术属于环境工程水处理技术，具体涉及一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法。
技术介绍
我国矿产资源多分布于西部寒冷干旱地区，这些地区多处于山区，水资源缺乏，地表水多为间歇性河流，蒸发量远大于降水量，常年流量稀释能力差。而矿产资源的开发过程中又不可避免地对地层、地下水流场和地表造成损害，导致矿区生态环境破坏严重，水资源短缺问题日益凸显，目前我国40%的矿区属于严重缺水。采矿废水的主要特点之一是含有多种金属离子、可溶性盐类的废水，目前采矿废水的处理技术主要包括中和法、硫酸沉淀浮选法、电化学法离子交换法等，这些方法存在处理成本高、需要额外添加剂、易造成二次污染、占地面积大等缺陷，而且这些方法也基本上都受到外界气候的影响，当天气过冷时，无法顺利运行。另外，由于寒冷干旱地区多为沙地，水分渗滤快、保水难度大，且大多属于温带大陆性气候，冬季寒冷，传统的人工湿地系统很难应用于这些地区。因此，亟需结合自然环境条件开发新的水处理方法和系统。微生物法是一种成本低，适应性强、无二次污染的方法，但是微生物法在西部寒冷干旱地区使用也是存在受外界温度影响的问题，当外界温度低于10oC时，微生物会大量死亡，无法保证水处理的运行。因此，如何在西部寒冷干旱地区运行微生物处理方法是急需解决的问题，对于可溶性盐类含量高的采矿废水的处理，急需找到一种低成本、在外界环境不允许的条件下仍然可以连年运行矿区废水处理的方法。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术目的在于提供一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法。本专利技术的方法可以保证以较低的成本在寒冷干旱地区连年运行采矿废水特别是矿井废水的处理，而且在废水处理中无需另外添加营养成分，不受外界气温影响，管理容易，而且本专利技术的方法还可以利用微生物代谢产物保育地表植物，适合寒冷干旱的西部沙地恢复植被，或者矿区复垦。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法，该方法包括：矿井废水的预处理步骤，通过沉淀方式去除所述矿井废水中的固体物；生化处理步骤，将预处理后的矿井废水引入冻土层以下的配水井中同时将预处理后的矿区生活污水也引入所述配水井中进行生化处理，所述配水井底部填充有含有嗜盐微生物活性污泥，经生化处理后的出水满足灌溉水标准；当所述配水井内的温度低于所述嗜盐微生物的存活温度时，通过设置于所述配水井底部的曝气装置向所述配水井内吹入热空气，以维持所述配水井内温度不低于12oC。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述沉淀方式依次包括澄清、絮凝沉淀和斜板沉淀，预处理后的废水中TDS含量在1200ppm以下，SS含量在50ppm以下。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，在生化处理步骤中，活性污泥浓度控制为3-8g/L；在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述含有嗜盐微生物活性污泥的培养方法包括：微生物的富集增值步骤，将微生物接种源接种到设置于冻土层以下的配水井内，并在富集废水中进行富集增值，得到富集后的污泥，所述微生物接种源为市政污泥、河道底泥和/或硫酸厂土壤；嗜盐微生物的驯化步骤，在设置于冻土层以下的配水井内将所述富集后的污泥在不同盐浓度的驯化废水中进行逐级驯化，当所使用的驯化废水中的盐浓度达到实际处理废水的盐浓度时完成驯化，得到含有嗜盐微生物活性污泥；更优选地，所述富集废水是通过将合成废水母液稀释30倍获得的，每升所述合成废水母液中含有2-4g酵母膏、20-40g(NH4)2SO4、30-50mL乳酸钠、5-15gK2HPO4、40-60gNa2SO4；进一步优选地，在所述微生物的富集增值步骤，微生物接种源接种量为：每升富集废水中接种含水量低于70%的微生物接种源1-5g；在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述富集增值是指采用间歇方式曝气，每次曝气时间为2-3h，相邻两次曝气之间静置0.5-1h，共曝气6-8次，整个曝气结束后静置1-2h，然后排出上清液用于浇灌地表植被或者排出上清液做进一步净化处理，沉淀为富集后的污泥；更优选地，曝气时溶解氧的浓度为1-5mg/L；在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述逐级驯化中，共驯化n级，n是不低于3的整数，且第n级驯化废水中的盐浓度不低于实际处理废水的盐浓度，每级驯化所使用的驯化废水都是将合成废水母液稀释后获得的，其中，制备下一级驯化废水时对合成废水母液的稀释倍数比制备上一级驯化废水时对合成废水母液的稀释倍数小5，且第一级驯化废水是将合成废水母液稀释25倍后获得的；进一步优选地，所述逐级驯化中，每级驯化包括曝气7-9h后静置0.5-1h，然后出水，第n级驯化后出水满足灌溉水标准。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述生化处理的时间为1-4天；优选地，在生化处理步骤中，引入配水井的预处理后的矿区生活污水的体积占预处理后矿区生活污水和预处理后矿井废水总体积的5-20%。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述方法还包括生化处理后配水井出水的处理步骤，一部分或全部配水井出水输送至位于配水井一侧的潜流层进行过滤，过滤后的水自潜流层底部输送至收水装置；或者一部分或全部配水井出水输送至地表植被恢复层上面，然后水自植被恢复层向下流至潜流层，经潜流层过滤后的水自潜流层底部输送至收水装置；所述潜流层包括靠近所述配水井一侧的前端石笼部和远离配水井一侧的多介质填料层；在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，在所述生化处理步骤中，所述配水井内因生化处理而产生的微生物代谢产物污泥通过污泥回流装置回流至地表植被恢复层堆肥，进一步优选地，微生物代谢产物污泥每5~10天通过污泥回流装置回流至地表植被恢复层堆肥；微生物代谢产物污泥的回流量为污泥总量的30-50%。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述方法是在如下系统中完成的，所述系统包括：配水井，设置于冻土层以下；曝气装置，设置于所述配水井底部，用于向配水井内曝气；透气管道，一端与所述配水井连接，另一端伸出地表，以使配水井与外界空气连通；以及污泥回流装置，包括：污泥提升泵和污泥脱水机，所述污泥提升泵的一端通过污泥回流管路与所述配水井底部连接，所述污泥提升泵的另一端通过污泥回流管路与所述污泥脱水机连接。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述系统还包括：位于冻土层以上的植被恢复层，在所述植被恢复层上种植植物，来源于所述污泥脱水机的污泥放置于所述植被恢复层表面进行堆肥。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述系统还包括：位于冻土层以下且位于植被恢复层正下方的潜流层以及位于所述潜流层正下方的防渗层，配水井位于所述潜流层的一侧，潜流层通过过滤方式处理来自植被恢复层和/或来自所述配水井的废水；优选地，所述潜流层包括靠近所述配水井一侧的前端石笼部和远离配水井一侧的多介质填料层；更优选地，所述前端石笼部包括1-4层，每一层由石头堆砌而成；所述多介质填料层包括1-5层，优选为5层，自上而下分别为天然沙土层、煤矸石层、火山岩层、天然沸石层、粗砾石层。在上述协同处理方法中，作为一种优选实施方式，所述系统还包括配水花墙，设置于所述配水井与所述潜水层之间；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法，其特征在于，该方法包括：矿井废水的预处理步骤，通过沉淀方式去除所述矿井废水中的固体物，得到预处理后的矿井废水；生化处理步骤，将预处理后的矿井废水引入冻土层以下的配水井中同时将预处理后的矿区生活污水也引入所述配水井中进行生化处理，所述配水井底部填充有含有嗜盐微生物活性污泥，经生化处理后的出水满足灌溉水标准；当所述配水井内的温度低于所述嗜盐微生物的存活温度时，通过设置于所述配水井底部的曝气装置向所述配水井内吹入热空气，以维持所述配水井内温度不低于12

【技术特征摘要】
1.一种寒冷干旱地区矿井废水和生活污水的协同处理方法，其特征在于，该方法包括：矿井废水的预处理步骤，通过沉淀方式去除所述矿井废水中的固体物，得到预处理后的矿井废水；生化处理步骤，将预处理后的矿井废水引入冻土层以下的配水井中同时将预处理后的矿区生活污水也引入所述配水井中进行生化处理，所述配水井底部填充有含有嗜盐微生物活性污泥，经生化处理后的出水满足灌溉水标准；当所述配水井内的温度低于所述嗜盐微生物的存活温度时，通过设置于所述配水井底部的曝气装置向所述配水井内吹入热空气，以维持所述配水井内温度不低于12oC。2.根据权利要求1所述协同处理方法，其特征在于，所述沉淀方式依次包括澄清和絮凝沉淀，预处理后的矿井废水中TDS含量在1200ppm以下，SS含量在50ppm以下。3.根据权利要求1所述协同处理方法，其特征在于，在生化处理步骤中，活性污泥浓度控制为3-8g/L；优选地，所述含有嗜盐微生物活性污泥的培养方法包括：微生物的富集增值步骤，将微生物接种源接种到设置于冻土层以下的配水井内，并在富集废水中进行富集增值，得到富集后的污泥，所述微生物接种源为市政污泥、河道底泥和/或硫酸厂土壤；嗜盐微生物的驯化步骤，在设置于冻土层以下的配水井内将所述富集后的污泥在不同盐浓度的驯化废水中进行逐级驯化，当所使用的驯化废水中的盐浓度达到实际处理废水的盐浓度时完成驯化，得到含有嗜盐微生物活性污泥；更优选地，所述富集废水是通过将合成废水母液稀释30倍获得的，每升所述合成废水母液中含有2-4g酵母膏、20-40g(NH4)2SO4、30-50mL乳酸钠、5-15gK2HPO4、40-60gNa2SO4；进一步优选地，在所述微生物的富集增值步骤，微生物接种源接种量为：每升富集废水中接种含水量低于70%的微生物接种源1-5g；优选地，所述富集增值是指采用间歇方式曝气，每次曝气时间为2-3h，相邻两次曝气之间静置0.5-1h，共曝气6-8次，整个曝气结束后静置1-2h，然后排出上清液用于浇灌地表植被或者排出上清液做进一步净化处理，沉淀为富集后的污泥；更优选地，曝气时溶解氧的浓度为1-5mg/L；优选地，所述逐级驯化中，共驯化n级，n是不低于3的整数，且第n级驯化废水中的盐浓度不低于实际处理废水的盐浓度，每级驯化所使用的驯化废水都是将合成废水母液稀释后获得的，其中，制备下一级驯化废水时对合成废水母液的稀释倍数比制备上一级驯化废水时对合成废水母液的稀释倍数小5，且第一级驯化废水是将合成废水母液稀释25倍后获得的；进一步优选地，所述逐级驯化中，每级驯化包括曝气7-9h后静置0.5-1h，然后出水，第n级驯化后出水满足灌溉水标准。4.根据权利要求1所述协同处理方法，其特征在于，所述生化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆梦楠，赵焰，陈雪，李向南，苏双青，杨燕，陈文婷，孙斌，徐志清，腾东玉，
申请(专利权)人：北京朗新明环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11