臭氧-过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统和方法技术方案

本申请提供一种臭氧

System and method for treating beneficiation wastewater by ozone hydrogen peroxide coupled jet aeration oxidation

【技术实现步骤摘要】
臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统和方法


[0001]本申请涉及废水处理领域，尤其涉及一种臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统和方法。

技术介绍

[0002]我国矿产资源储量丰富、种类繁多、分布广泛，其开发和利用历史悠久，涉及国计民生的方方面面，是国民经济发展的基础。然而，大量的选矿废水会随着矿产资源的开发而产生。选矿生产中投加的选矿药剂种类多，用量大，选矿废水含有重金属、不溶性固体和大量选矿药剂，因残留药剂成分复杂，具有有机物和硫化物浓度高、生物降解性差、毒性大的特点。富含多种选矿药剂的浮选废水，排放会严重影响周边环境，直接回用又对浮选指标产生不利影响。在水资源供需矛盾日益突出的今天，对选矿废水进行有针对性的处理与回用，实现资源化利用是各个矿山必须解决的重大问题。
[0003]目前，对有色金属选矿废水中的重金属和不溶性固体去除技术相对成熟，且成本较低，但对选矿废水中残留的大量选矿药剂进行高效去除还存在较多技术问题，处理工艺通常较为复杂，且成本高昂，部分技术还存在造成二次污染等风险。例如，化学沉淀法存在成本高、易混入金属离子、引发二次污染的问题；吸附法难以大规模处理选矿废水，且吸附剂吸附饱和后的脱附再生易引发二次污染；传统的化学氧化法处理效果受废水中有机物种类影响较大、处理成本较高，出水水质难以稳定达标，且残留的氧化剂会严重影响回用选矿指标。
[0004]与上述现有方法相比，臭氧氧化技术主要依靠臭氧分子直接氧化或通过产生具有高反应活性的羟基自由基(
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OH) 来间接氧化降解有机污染物，具有氧化性能强、污染物处理效果好、不产生二次污染等优点。
[0005]但是，目前矿业行业选矿废水处理与回用中采用臭氧氧化技术普遍存在微孔鼓泡法曝气传质效率和臭氧利用率低的问题，单一臭氧氧化对浮选药剂降解效果不佳，臭氧投加量大；同时，由于选矿工艺中投加了一定量的石灰，导致废水中含有较高浓度的钙离子，曝气设备或紫外辐照设备易于发生结垢问题，需要频繁清洗或更换，导致成本增加；而以颗粒金属氧化物作为催化剂的非均相催化氧化法虽然可以提高对选矿药剂的氧化效率，但催化剂回收困难，易中毒失活且存在随出水流失情况，催化剂金属溶出也会导致重金属的二次污染；此外，废水中有机物和硫化物负荷高时（如COD高于800mg/L，硫化物高于60mg/L时），臭氧投加量过大，成本过高。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统和方法，以解决上述问题。
[0007]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
一种臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统，包括：预处理器，用于对选矿废水进行中和处理、絮凝处理和第一澄清处理；氧化反应器，用于通过过氧化氢和臭氧射流曝气氧化处理来自所述预处理器的废水；pH调节槽，用于调节来自所述氧化反应器的废水的pH；沉淀器，用于对来自所述pH调节槽的废水进行第二澄清处理；所述预处理器通过管路与所述氧化反应器的废水入口连通，所述氧化反应器的废水出口与所述pH调节槽的废水入口连通，所述pH调节槽的废水出口与所述沉淀器的入口连通。
[0008]优选地，所述氧化反应器包括反应器主体、臭氧发生器、射流器和循环泵；所述反应器主体设置有废水循环出口和臭氧射流入口，所述废水循环出口与所述射流器的液体入口连通，所述臭氧发生器与所述射流器的气体入口连通，所述射流器的出口与所述臭氧射流入口连通；所述臭氧射流入口设置在所述反应器主体内，所述废水循环出口与所述射流器的液体入口之间的管路上设置所述循环泵；所述臭氧射流入口设置有一个或多个。
[0009]优选地，所述循环泵与所述射流器的液体入口之间的管路、所述射流器的出口与所述臭氧射流入口之间的管路以及两者之间的旁路，均设置有阀门。
[0010]优选地，所述系统还包括用于储存过氧化氢的过氧化氢储槽；所述预处理器与所述氧化反应器之间的管路上设置有管式混合器，所述过氧化氢储槽通过管路与所述管式混合器连通。
[0011]优选地，所述系统还包括臭氧尾气破坏器，所述臭氧尾气破坏器与所述氧化反应器的尾气出口连通。
[0012]优选地，所述预处理器包括顺次连通的中和段、絮凝段和澄清段；所述pH调节槽和所述沉淀器之间通过流槽连通。
[0013]优选地，所述系统还包括均质调节池和清水池；所述均质调节池的出口与所述预处理器的入口连通，所述清水池与所述沉淀器的出口连通。
[0014]本申请还提供一种臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的方法，包括：选矿废水经过预处理器进行中和处理、絮凝处理和第一澄清处理，然后进入氧化反应器，使用过氧化氢和臭氧射流曝气进行氧化处理；然后经过pH调节槽调节pH，再用沉淀器进行第二澄清处理。
[0015]优选地，所述氧化处理的时间为20
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40min，臭氧投加量为100
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250g/m3，过氧化氢的投加量为1
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3L/m3，所述氧化反应器输出的废水的pH为2
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3。
[0016]优选地，所述中和处理使用的中和剂包括石灰乳和/或氢氧化钠；优选的，所述絮凝处理使用的絮凝剂包括聚合氯化铝或聚合硫酸铁或聚丙烯酰胺；所述pH调节槽输出的废水的pH为7
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8；所述第二澄清处理之前向体系内加入絮凝剂，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺。
[0017]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：本申请提供的臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统和方法，通过设置预处理器，将选矿废水的pH调整至适合后续氧化反应并去除悬浮的固体物和部分重金属；通过设置氧化反应器，利用臭氧射流使得气液高效混合，提高臭氧利用率和氧化处理效率，臭氧和过氧化氢的协同氧化性能，产生更多的羟基自由基，进一步提高臭氧利用率和反应效率，减少臭氧和过氧化氢的投加量，臭氧和过氧化氢协同作用同时氧化去除有机物和硫化物，废水处理后可直接回用于选矿生产；同时臭氧射流能够减少结垢现象，结垢清洗周期从14天延长至2
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3个月，降低了运维费用；通过设置pH调节槽和沉淀器，使得废水pH值和固体物能够满足循环利用或者达标排放的要求。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0019]图1为实施例1提供的臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统的示意图；图2为实施例1提供的氧化反应器的示意图。
[0020]附图标记：100
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均质调节池；200
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预处理器；201
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中和段；202
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧
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过氧化氢耦合射流曝气氧化处理选矿废水的系统，其特征在于，包括：预处理器，用于对选矿废水进行中和处理、絮凝处理和第一澄清处理；氧化反应器，用于通过过氧化氢和臭氧射流曝气氧化处理来自所述预处理器的废水；pH调节槽，用于调节来自所述氧化反应器的废水的pH；沉淀器，用于对来自所述pH调节槽的废水进行第二澄清处理；所述预处理器通过管路与所述氧化反应器的废水入口连通，所述氧化反应器的废水出口与所述pH调节槽的废水入口连通，所述pH调节槽的废水出口与所述沉淀器的入口连通。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化反应器包括反应器主体、臭氧发生器、射流器和循环泵；所述反应器主体设置有废水循环出口和臭氧射流入口，所述废水循环出口与所述射流器的液体入口连通，所述臭氧发生器与所述射流器的气体入口连通，所述射流器的出口与所述臭氧射流入口连通；所述臭氧射流入口设置在所述反应器主体内，所述废水循环出口与所述射流器的液体入口之间的管路上设置所述循环泵；所述臭氧射流入口设置有一个或多个。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述循环泵与所述射流器的液体入口之间的管路、所述射流器的出口与所述臭氧射流入口之间的管路以及两者之间的旁路，均设置有阀门。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于储存过氧化氢的过氧化氢储槽；所述预处理器与所述氧化反应器之间的管路上设置有管式混合器，所述过氧化氢储槽通过管路与所述管式混合器连通。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，乔继扬，刘峰彪，郑曦，杨晓松，赵志龙，刘艳丽，杨小明，王继勇，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：