一种离子型矿山废水处理装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种离子型矿山废水处理装置及其运行方法，包括四个矩形的絮凝池体单元与四个矩形的气浮池组成的组合式气浮系统，所述组合式气浮系统包括沿水流方向依次设置的进水区、絮凝区、接触区、气浮区、出水区、溶气罐及回流管道区。本发明专利技术的处理装置及其运行方法通过合理控制不同阶段酸性废水中硫化物含量、pH值及气浮除渣过程，实现全系统中和沉淀及有价金属分级回收；该系统具有工艺简单，维护方便，处理费用低，占地面积小，经处理后的废水达到地表水3类水体排放标准。本发明专利技术的离子型矿山废水处理装置即使在进水情况不稳定及较高污染负荷条件下，仍能良好运行，保证污水得到有效净化，出水水质良好。出水水质良好。出水水质良好。

【技术实现步骤摘要】
一种离子型矿山废水处理装置及其运行方法


[0001]本专利技术属于水处理
，特别是涉及一种离子型矿山废水处理装置及其运行方法，具体涉及一种较低pH、较高硫酸盐含量条件下仍能够有效去除废水中重金属污染物的废水处理装置及其运行方法。

技术介绍

[0002]未经妥善处理而失控排放的矿山废水，对地下水生态环境功能及公共健康安全构成了严重威胁，地下水无机污染已成为中国现阶段水源水质安全的主要问题之一。铁、锰元素是地下水无机污染的常见元素，通常是由于岩石和矿物其难溶化合物中铁锰质经微生物介导氧化反应的溶解而致，主要以二价铁离子和二价锰离子形式存在于矿山废水中，此类矿山废水一般具有低pH,高铁、高锰、高硫酸盐的特点。
[0003]目前对于矿山废水处理，主流的中和沉淀工艺仍存在因硫酸钙泥渣的形成导致产泥量大、系统失效快、选择性差以及二次污染的问题，而硫化物沉淀法具有分离有价金属效果好、pH适用范围广、产泥量少等优点，成为一个可行的探索方向。生物硫化物沉淀工艺是一种基于硫还原、低污泥产出的矿山废水处理新工艺。在该工艺中，矿山废水中的硫酸盐首先在硫酸盐还原菌的作用下被还原为硫化物，然后硫化物与重金属反应并形成难溶金属硫化络合物，实现净化水体的目的。该工艺不仅可实现去除重金属、削减有机物、提高水体可生化性等水处理要求，还从源头上解决了矿山废水常规处理产生大量硫酸钙泥渣的问题。
[0004]然而，在生物硫化物沉淀法应用中，常规处理装置难以在达到硫酸盐还原菌所需的严格厌氧环境的同时抑制硫化氢气体的产生，装置气密性要求高；并且与矿山废水直接接触的微生物受重金属离子胁迫会影响还原硫酸盐的效率，二价硫离子产生不稳定，无法根据不同难溶化合物溶度积的差异进行分级沉淀。再者，生物硫化物沉淀法形成的络合物粒径较小，难以澄清分离；单级生物反应器不好清理，重金属回收困难，处理不当会造成二次污染。
[0005]因此，如何构建一个基于生物硫化物沉淀法的弥补各技术缺陷的反应装置及处理流程是解决生物硫化物沉淀工艺在矿山废水处理应用亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种离子型矿山废水物理、化学组合处理装置及运行方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种离子型矿山废水处理装置，包括四个矩形的絮凝池体单元与四个矩形的气浮池组成的组合式气浮系统，所述组合式气浮系统包括沿水流方向依次设置的进水区、絮凝区、接触区、气浮区、出水区、溶气罐及回流管道区，所述进水区包括进水管、溶液池、进水孔，所述絮凝区包括絮凝池、机械混凝单元、过水孔、溢流墙、放空槽、放空管，所述机械混凝单元包括混凝转刷及控速机组，所述接触区包括接触室、溶气释放单元及过水板，所述气浮区包括分离室、刮沫机、排渣槽、冲洗水管、排渣管、管式集
水器及排泥结构，所述出水区包括出水闸、集水沟及出水管，所述溶气罐及回流管道区包括溶气回流管、压力溶气罐及贮气罐。
[0008]优选地，污水由进水分配井配备的自动控制进水泵交替分配进水至溶液池，且污水由设置在进水分配井底部的射流喷头进入；所述进水孔位于溶液池与絮凝池相隔池壁底部；所述絮凝池包括沿水流方向设置的第一絮凝室、第二絮凝室及第三絮凝室，水流经过水孔及溢流墙进入接触区；所述过水孔分别位于第一絮凝室与第二絮凝室的下方、第三絮凝室与接触区连接池壁的下方；所述溢流墙位于第二絮凝室与第三絮凝室池壁处，高度为絮凝池壁高度的80％；所述絮凝池底部均沿长边方向及进水侧短边设有放空槽；所述放空管位于放空槽的两个拐角处及槽体下方；所述机械混凝单元配有两组混凝转刷，所述两组混凝转刷间设有用于固定转轴的隔板，高度为絮凝室深度的40％～45％，厚度与池壁相当，所述混凝转刷长度不高于0.8倍絮凝室有效水深，叶片长度为0.75～0.85倍絮凝池宽度，叶片宽度不少于0.25m。
[0009]优选地，所述接触室长宽比为1:4～1:1，宽度与絮凝室相同，有效水深不少于3.0m，底面坡度大于0.1，水力停留时间不高于8min；溶气释放单元选用TV型溶气释放器，规格为接口直径25mm，两个一组，共七组两排设置。
[0010]优选地，所述分离室长宽比为2.25:1～3.75:1，宽度与接触室相同，有效水深不少于2.5m，水力停留时间9～16min；所述排渣槽位于气浮区出水侧，长度不少于0.4m，宽度与气浮区相当，高度不少于0.6m，以1％的坡度坡向排渣管一端；所述排渣管位于池体外侧的排渣槽底部；所述管式集水器位于分离室底部，长度为分离室的45％～55％，直径为250mm，出水流速为0.1～1.0m/s；所述分离室池底设置排泥结构，所述排泥结构包括六组污泥斗、设置在所述污泥斗下的穿孔排泥管、连接所述穿孔排泥管的排泥沟、连通两组分离区排泥沟的排泥连通管以及设置在所述排泥沟末端的排泥主管。
[0011]优选地，所述出水闸设有电动明杆式闸门启闭机控制开合，每个分离室配有三个出水闸；所述集水沟长为1.8～3.2m，壁厚0.2～0.5m，高度为池体高度的75～85％，且配有可调节堰门；所述出水管位于集水沟底部。
[0012]优选地，所述溶气回流管始于出水区集水沟，回流水经溶气水泵提至压力溶气罐；所述贮气罐内空气由空压机组输送至压力溶气罐。
[0013]本专利技术的另一目的在于提供一种离子型矿山废水处理装置的运行方法，所述运行方法包括通过调整硫化物溶度积负对数pL
MS
、pH控制絮体粒径，通过调整回流量和溶气压力3～10bar、上升流速控制微气泡粒径在20～100μm；使用纳米级微气泡释放头，控制微气泡粒径在100nm～10μm。
[0014]优选地，第一阶段铜的处理步骤包括：在提升泵作用下，水流过流量计并进入絮凝区，第一个絮凝
‑
气浮阶段在pH＝3～4下运行，饱和生物硫化钠/硫化钾溶液根据进水水质添加，使得硫化物溶度积负对数达到30～35，水体进入接触区后在溶气释放器作用下，使得溶气压强在4bar，回流量30％的溶气水与水体混匀，调整上升流速为25m/h，所生成的纳米级硫化铜絮体粒径范围在2
‑
15nm，利用100nm～5000nm的纳米级微气泡层托起絮体上浮，进入气浮区并通过刮沫机与水体分离，本阶段的水力停留时间在20～30min。
[0015]第二阶段铅、镉的处理步骤包括：在提升泵作用下，水流过流量计并进入絮凝区，第二个絮凝
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气浮阶段在pH＝4～5下运行，饱和生物硫化钠/硫化钾溶液根据进水水质添
加，使得硫化物溶度积负对数pL
MS
达到25～30，在浮选硫化镉絮体时，添加硫化铅分散剂，水体进入接触区后在溶气释放器作用下，使得溶气压强在5bar，回流量20％的溶气水与水体混匀，调整上升流速为12
‑
25m/h；待硫化镉收集完成后，加入投加量20～50g/t的硫化铅捕集剂六偏磷酸钠，并以相同的气浮参数从水体中分离。
[0016]优选地，第三阶段镍、铁的处理步骤包括：在提升泵作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子型矿山废水处理装置，其特征在于：包括四个矩形的絮凝池体单元与四个矩形的气浮池组成的组合式气浮系统，所述组合式气浮系统包括沿水流方向依次设置的进水区、絮凝区、接触区、气浮区、出水区、溶气罐及回流管道区，所述进水区包括进水管(1)、溶液池(2)、进水孔(3)，所述絮凝区包括絮凝池(4)、机械混凝单元(5)、过水孔(6)、溢流墙(7)、放空槽(8)、放空管(9)，所述机械混凝单元(5)包括混凝转刷及控速机组，所述接触区包括接触室(10)、溶气释放单元(11)及过水板(12)，所述气浮区包括分离室(13)、刮沫机(14)、排渣槽(15)、冲洗水管(16)、排渣管(17)、管式集水器(18)及排泥结构，所述出水区包括出水闸(23)、集水沟(24)及出水管(25)，所述溶气罐及回流管道区包括溶气回流管(27)、压力溶气罐(28)及贮气罐(29)。2.根据权利要求1所述的离子型矿山废水处理装置，其特征在于：污水由进水分配井配备的自动控制进水泵交替分配进水至溶液池(2)，且污水由设置在进水分配井底部的射流喷头进入；所述进水孔(3)位于溶液池(2)与絮凝池(4)相隔池壁底部；所述絮凝池(4)包括沿水流方向设置的第一絮凝室、第二絮凝室及第三絮凝室，水流经过水孔(6)及溢流墙(7)进入接触区；所述过水孔(6)分别位于第一絮凝室与第二絮凝室的下方、第三絮凝室与接触区连接池壁的下方；所述溢流墙(7)位于第二絮凝室与第三絮凝室池壁处，高度为絮凝池壁高度的80％；所述絮凝池(4)底部均沿长边方向及进水侧短边设有放空槽(8)；所述放空管(9)位于放空槽(8)的两个拐角处及槽体下方；所述机械混凝单元(5)配有两组混凝转刷，所述两组混凝转刷间设有用于固定转轴的隔板，高度为絮凝室深度的40％～45％，厚度与池壁相当，所述混凝转刷长度不高于0.8倍絮凝室有效水深，叶片长度为0.75～0.85倍絮凝池宽度，叶片宽度不少于0.25m。3.根据权利要求1所述的离子型矿山废水处理装置，其特征在于：所述接触室(10)长宽比为1:4～1:1，宽度与絮凝室相同，有效水深不少于3.0m，底面坡度大于0.1，水力停留时间不高于8min；溶气释放单元(11)选用TV型溶气释放器，规格为接口直径25mm，两个一组，共七组两排设置。4.根据权利要求1所述的离子型矿山废水处理装置，其特征在于：所述分离室(14)长宽比为2.25:1～3.75:1，宽度与接触室(10)相同，有效水深不少于2.5m，水力停留时间9～16min；所述排渣槽(15)位于气浮区出水侧，长度不少于0.4m，宽度与气浮区相当，高度不少于0.6m，以1％的坡度坡向排渣管(17)一端；所述排渣管(17)位于池体外侧的排渣槽(15)底部；所述管式集水器(18)位于分离室(13)底部，长度为分离室的45％～55％，直径为250mm，出水流速为0.1～1.0m/s；所述分离室(13)池底设置排泥结构，所述排泥结构包括六组污泥斗(19)、设置在所述污泥斗(19)下的穿孔排泥管(20)、连接所述穿孔排泥管(20)的排泥沟(21)、连通两组分离区排泥沟(21)的排泥连通管(30)以及设置在所述排泥沟(21)末端的排泥主管(22)。5.根据权利要求1所述的离子型矿山废水处理装置，其特征在于：所述出水闸(23)设有电动明杆式闸门启闭机控制开合，每个分离室(13)配有三个出水闸(13)；所述集水沟(24)长为1.8～3.2m，壁厚0.2～0.5m，高度为池体高度的75～85％，且配有可调节堰门(26)；所述出水管(25)位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛韦达，樊蓓莉，张衢，赵晴，
申请(专利权)人：北京东方利禾景观设计有限公司，
类型：发明
国别省市：